膨胀土边坡的排水防渗性能对南水北调中线供水工程至关重要.针对传统边坡处理方法(面板与土工布覆盖等)存在生态功能弱以及使用寿命短等不足，本文开展了兼顾生态和防渗功能的非饱和细/粗粒二元结构的边坡排水防渗效果的试验研究.利用监测土壤剖面负压动态，对比分析了细/粗粒二元结果和粗粒单层结果在不同降雨强度下的排水效果.研究结果表明：二元结构均能对降雨强度为4.18×10-4cm/s的降雨进行有效防护，试验期间边坡底部均未形成排水，且土壤初始含水量越小，其侧向初始排水时间越长、稳定排水速率越小、累积排水效率越低.粗粒层单一结构对降雨强度为1.72×10-4、4.18×10-4和4.97×10-4cm/s降雨均具有一定的排水防渗作用，但有5.6％-10.7％降雨从边坡防护层底部排出.且①侧向初始排水时间和底部累积排水百分比(底部累积排水量与总降雨量之比)随降雨强度增加而逐渐减小；②侧向稳定排水强度和底部排水持续时间均降雨强度增加而增加；③底部初始排水时间与侧向累积排水效率(侧向累积排水量与总降雨量之比)随降雨强度增加均呈先减小而后增加的趋势.总体上，从排水效果与生态功能角度考虑，二元结构明显优于单一结构.本文研究成果可直接应用于南水北调膨胀土边坡治理以及其它工程的边坡防渗问题处理.