水刀冲刷与剥取泥土最早用于采掘金银等金属矿藏中。早在古埃及时代，人们就将它用于采掘金银；20世纪早期，西班牙还有人用该项技术采金。随着技术的发展，射流冲刷泥土采矿不断改进，19世纪后半叶美国出现了最初的水力挖泥机，随后迅速得到推广。

    射流冲刷泥土靠的是水的冲蚀作用。当遇到大粒度、高孔隙率材料时，射流能很快穿透材料中的裂隙在打击点附近迅速积聚，增加泥土中水的饱和程度。一旦泥土被浸透，射流压力和打击力迫使打击点处的泥土扩展、移动，泥土不断被冲刷并随水流走。射流遇到土中裂缝时，其打击滞止压力会使裂缝得到扩展。但当开挖较致密土层时，由于土粒之间缝隙小、结合紧，射流不易穿透土层将土粒掀起冲走，使得射流效率有所下降。

    为提高和监测射流开挖效率，南英格兰在挖掘黏土时，既改进喷嘴设计使其效率达到最高、使同种工况下有更多的能量用于打击泥土，又监测冲刷后的泥浆密度。由于要收集泥浆中的黏土，泥浆密度自然越大越经济。研究表明，靶距为100倍喷嘴门径时，喷嘴效率最佳；泥浆密度在硬土层中可达1005kg/m3，在软土层或已被机械松动过的土层中可达1200kg/m3。靶距、压力与泥浆密度的关系，最大打击压力与采掘效率的关系。从图中可以看出，当打击压力超过某个阈值压力（约0. 0356±0.009MPa）时，采掘效率与打击压力成正比。该阀值压力与土层的状态有关。通过调整参数到最佳范围，单位采掘量耗能下降5-10倍，降至l-4MJ/t，但喷嘴直径增大为25-60mm。当采掘面为立式墙体结构时，为安全起见，应采用遥控采掘机。

前苏联对射流有效开采不同土层所需压力进行研究后发现，不同土层为达到有效开采所需的压力是不同的，各个层开采时的耗水量也不同。开采各种土层时所要求的压力。由于土质的不同，不同土层中的开采效率也有明显差别，在轻质砂土中以流量100L/min作业，每班可开挖336m3，而砂质土（含超过40%的卵石）中开采量只能达到96m3。前苏联的顿河、伏尔加河和第聂伯河疏浚工程中土方总量的60%是采用射流完成的，约有1亿m3，大部分是砂土。施工中发现，砂质土由于结构疏松，很易挖掘；而黏质土结构较紧、不易破碎，只能冲成稀泥浆后输送走，既难以运输，又易造成机组损坏。由于河岸高耸，为安全起见，大量使用了遥控式水力采掘机组。机组更加靠近工作面，耗水量减小了55%-80%，所需功率下降了65%_78%。

    美国采用55MPa水射流、Imm直径喷嘴、靶距150倍于喷嘴直径，研究其与土层的作用。结果表明，7MPa压力下，喷嘴不移动时，射流打击泥土20s，可在土中切出深l50-625mm不等的沟槽，具体深度随土质而变化；喷嘴移动时，切深下降很快，但移动速度大于l4mm/s时下降速度开始减缓。土中含水量是一个重要影响因素，提高含水量50%（质量分数）可使切深增大150%（从250mm增至625mm），但具体到各种土质时提高量有所不同，这是由于含水量的增加减少了射流润湿土壤的时间而使射流能更快冲蚀土层的缘故。射流在土壤中的切深与作用时间、移动速度的关系。

    近年来，城市地下的各种管线需要不断地铺设或维修。美国采用水射流进行地下挖沟试验中，使用不超过350MPa、流量15L/min的水射流辅助，可在不损坏地面的情况下在土中挖出沟道。l50mm长的钻头在土中以超过1 m/min速度前进。在黏土中以0.6 m／min推进时，可留下固定大小的孔；但在砂质土中，孔壁稳定性受土壤强度影响不能保证，一次试验中孔在钻了20m后坍塌了。为此，射流介质由水改为膨润土浆，以在砂质土孔壁上形成一层黏土壁使其获得支撑。由于射流压力不足以损坏管线而只能松动土壤，该方法适合于拆除旧管线。现场试验表明，钻头推进速度一般在0.6 -1. 2m/min，可将超过90m长的地下电缆周围的土壤松动，电缆可用不到980N的力抽出。试验还发现，在较疏松土质中作业时，喷头不必旋转即可得到满意的结果；但在黏土中作业时，喷头必须旋转，否则射流切开的土槽间残留的土脊会阻止喷头的推进，喷头旋转后可将整个土体除去而留下较光滑的孔壁。目前，该技术已得到推广应用。1 988年，英国使用该技术安装了一条长度超过7km的聚乙烯煤气干管，共耗时10周，速度达到75m／天。该管道跨越一条繁忙的公路干线，施工后未发现公路表面有任何变化。

    在另一项试验中，还对开挖地下0.75m深电缆沟的犁头采用射流辅助后性能的变化进行了对比。试验压力84MPa，流量l5L/min，射流辅助形式分别为射流在犁头前端、射流在犁头边上和射流同时在犁头前端和边上。射流辅助明显改善了犁头的性能，犁头阻力得到了叫显的减少，减少量一般在30%～45%。

    1992年，Ashlcy S建议采用70MPa压力的射流将上壤冲蚀出沟槽，从而暴露出埋设的地雷，达到扫霄的目的。其没计的系统机组功率为90kW．可以0.6m/min的前进速度扫涂2.4m宽范围内埋没深度不超过10cm的地雷。该方法可用于地区冲突结束后清理雷场，并且随着地雷埋设的深度不同，水刀射流参数也应随之变化。