软黏土渗透系数是分析岩土工程问题时的重要参数,压缩固结过程中软黏土的渗透特性被广泛研究,但是有关动力荷载对软黏土渗透特性的影响却少有涉及,致使目前已有的室内试验研究得到的黏土渗透系数预测方法难以在实际工程中得到有效应用。为研究静、动荷载对软黏土渗透特性的影响,本文基于浙江大学5Hz空心圆柱扭剪仪(ZJU-HCA)开发可用于测试土体渗透系数的HCA渗流装置。以高岭土为研究对象,开展了不同固结条件试样的渗流试验用于验证本文所用HCA渗流装置的有效性,并对该新型渗流装置的优势进行全面总结;研究了长期循环交通荷载对重塑黏土试样渗透系数及其各向异性的影响。主要研究工作如下:将HCA渗流装置所得试验结果与目前主流渗流装置试验结果进行比对,发现该新型装置能有效测定不同固结条件下黏土的渗透系数,其具备的轴向位移传感器和柔性壁设定能一定程度上提升渗透系数测定的准确性,且该装置的加载系统能为研究动力荷载对土体渗透特性的影响提供基础。此外,HCA渗流装置能准确读取试样在不同试验阶段各应变分量变化情况,因此能实时监测试样孔隙比变化情况,有助于探究不同固结条件下试样孔隙比与其渗透系数之间的关系。研究静载作用对重塑黏土渗透特性的影响发现:1)相同固结模式下,试样所受到固结应力越大,孔隙比越小,测得渗透系数值越小。在同等轴向应力水平下,相较于K0固结试样,等向固结试样所受围压更大,算得固结后孔隙比更小,但其测得竖直向渗透系数却反而较大,可见不同固结模式对土体渗透系数确有一定影响;2)采用目前广泛适用的几种黏土渗透系数预测公式对本文试验结果进行拟合发现,考虑土体界限含水率的渗透系数经验公式拟合效果更好;3)对于K0固结试样而言,渗透各向异性比rk(水平向渗透系数kh与竖直向渗透系数kv的比值)随着有效固结应力的增大而增大。研究动载作用对重塑黏土渗透特性的影响发现:1)等向固结模式下,土体受循环交通荷载作用后竖直向渗透系数值有明显减小,不同固结应力下减小幅度在14.46%～16.74%之间;而K0固结模式下,不同固结应力条件下动载作用后的竖直向渗透系数减小幅度在17.01%～22.49%之间,动载致使土体渗透系数减小这一试验现象无法仅根据动载使土体产生累积应变这一宏观角度进行解释;2)对K0固结试样渗透结果进行分析,发现循环交通荷载对试样原本相对较小的竖向渗透系数影响更大,致使不同固结应力试样动载作用后的渗透各向异性比rk增大约5.96%～12.50%。当轴向有效固结应力为200kPa时,重塑黏土试样受交通荷载作用后其渗透各向异性比增大最大可达12.50%;3)循环动荷载对土体渗透特性的影响不仅体现在宏观上使得土体发生累积形变导致其渗透系数减小,微观上也会使得土体内部孔隙重分布并破坏其原有颗粒结构排列从而影响其渗透特性,因此仅根据土体宏观参数建立土体渗透特性预测模型是不准确的,应考虑从微观层面获取参数构建土体受动载作用后的渗透模型。基于HCA对土体特性的试验研究成果,分别建立了考虑强度各向异性和渗透各向异性的边坡算例,ABAQUS有限元分析结果表明土体强度各向异性对计算终值有较大影响(如安全系数和土体形变量等);而渗透各向异性则更大程度的影响了固结过程中边坡重要特征变量(沉降和水平位移等)的发展规律,具体表现为渗透各向异性比rk越大,固结速率越快,坡顶沉降和坡脚水平位移变化均更快。因此在涉及施工期土体变形与沉降控制时则更应注意合理考虑土体的渗透各向异性。