从各向异性渗流的特点出发,研制了砂泥岩混合料各向异性渗透仪,并利用该试验仪器,试验研究了砂泥岩颗粒混合料室内击实试样的渗透各向异性问题。基于试验研究成果,探讨了砂泥岩颗粒含量比例、颗粒级配、试样干密度等因素对砂泥岩颗粒混合料渗透各向异性的影响,并阐释了砂泥岩混合料试样各向异性渗透特性的机理。采用数值模拟方法,以均质土石坝为例,计算分析了考虑各向异性渗流特性对坝体浸润线、渗流场分布、坝坡稳定性等的影响。具体研究内容及结论如下：(1)基于Darcy定律和常水头渗透试验方法,研制了研究砂泥岩混合料各向异性渗透特性的试验仪器。试验仪器的试样形态为长方体,仪器的前、后盖及上盖可以自如开启及闭合,便于制备研究水平、垂直两个方向渗透特性的试样。从密封性、水流取向、仪器尺寸、侧壁渗漏、测压管位置、饱和方式等方面对砂泥岩混合料各向异性渗透仪的合理性、适用性、及试验成果的可靠性进行了验证。(2)利用研制的试验仪器,研究了砂泥岩颗粒混合料室内击实试样分别在平行于击实方向和垂直于击实方向的渗透特性。在不同砂泥岩颗粒含量比例、颗粒级配、试样干密度等条件下进行了渗透试验,基于试验成果,探讨了渗透势、颗粒分布分维值、泥岩颗粒百分含量、试样干密度、特征粒径等对渗透系数及临界梯度的影响。(3)基于渗透试验成果,利用各向异性系数的概念,分析了砂泥岩颗粒混合料室内击实试样的各向异性渗透特性,结果表明,总体而言,平行于击实方向的渗透系数比垂直于击实方向的渗透系数大1.59倍,各向异性渗透特性明显。(4)根据砂泥岩颗粒形状结构特性及制样方法的特点,提出了片状颗粒“错缝墙”渗透模型及密度不均匀分布“串并联”渗透模型,利用该模型解释了砂泥岩混合料试样各向异性渗透特性的机理。(5)基于饱和—非饱和理论,以均质土石坝为例,通过计算分析坝体浸润线、渗流场分布、坝坡稳定性等问题,论证了考虑各向异性渗流特性的必要性。