现今在地下工程建设及运营期间,对于软黏土渗透特性的考虑还是以各向同性为主,实际上各向同性的渗透特性无法反应实际工程中真实的各向异性工况,研究渗透系数及其各向异性可以为实际工程提供更好的理论依据。本文以高岭-蒙脱混合黏土为研究对象,开展了矿物成分、孔隙特性和液体性质对混合黏土渗透系数及其各向异性的影响研究,主要的研究工作如下:通过矿物成分、孔隙特性和液体性质对混合黏土物理特性的影响研究发现:(1)膨润土掺入量的提高会使得混合黏土液塑限降低,且两者之间的关系是线性的。对于掺入膨润土的混合黏土而言,其液限含水率会随NaCl溶液浓度的升高而降低,即加入电解质溶液后,混合黏土的液限含水率会降低。(2)随着膨润土掺入量的增加,混合黏土中介于200～400nm之间的孔隙含量增多,大于400nm的孔隙含量减少;随着固结应力的增大,大于200nm的孔隙含量减少,且孔隙最大孔径减小;对于混合黏土 B20K80(膨润土质量分数为20%的混合黏土),电解质溶液的加入使得土体内部孔隙变大,大孔隙变多,而中小孔隙却无明显变化。对混合黏土渗透系数及其各向异性的研究发现:(1)掺入膨润土后,混合黏土渗透系数及渗透各向异性比明显减小,且随着膨润土掺入量的继续增加这种减小趋势会减缓,最终渗透各向异性比趋于稳定。随着固结应力的增大,渗透各向异性比也在增大,但增大幅度却逐渐减小。(2)随着NaCl溶液的加入,混合黏土 B5K95的渗透系数降低,而混合黏土 B20K80的渗透系数增大,但随电解质溶液的加入,两种混合黏土的渗透各向异性比均没有明显的变化。(3)孔隙比及液限孔隙比并不是决定渗透各向异性比的关键参数,本文所考虑的微观参数与渗透各向异性之间有很好的线性关系,其中能反映较大孔隙变化的孔径系数D50～D70是影响渗透各向异性比的关键参数,据此建立了效果较好的渗透各向异性模型。本文设计了一种斜玻璃环装置,通过该装置可以制取不同沉积角度的三轴渗透试样,沉积角度对混合黏土渗透特性的研究发现:(1)当渗透方向与沉积方向夹角从0°增长到90°时,渗透系数呈大体增长的趋势,且这种变化规律不随固结应力和液体性质的改变而发生变化。(2)在二维平面内,混合黏土渗透系数分布类似于椭圆型,其中水平方向为主渗透方向,水平向的渗透系数最大,为主渗透系数。(3)各试样渗透系数与对应的微观参数间存在半对数相关关系,这种关系实际上是渗透模型的表达式,结合渗透模型与渗透各向异性模型的统一性,选取孔径参数R702作为微观参数,建立了用孔径参数R702表述的渗透模型。