宽级配砾质土具有成本低廉、填筑密度大、抗剪强度高、沉陷变形小、不易收缩开裂、防渗性能优异等优点,近年来已经展现出取代粘土、土工布等传统防渗材料的趋势。目前,宽级配土已经应用于土石坝心墙防渗、路基隔水层、垃圾填埋场封场覆盖、河道的防渗层等工程实践中。国内外学者已经对砾质土进行了初步的研究,但有关砾质土压实特性和渗透特性的理论并不成熟,尚无法对宽级配土防渗层的可靠性、防渗能力做出准确的评判,一定程度的阻碍了砾质土防渗层的推广和应用。为挖掘宽级配土防渗层的防渗潜能,建立宽级配土防渗层的级配控制、压实、防渗设计标准,本文首先针对宽级配砾质土开展试验研究。在试验中,人工配置具有不同细粒含量的宽级配土,通过颗分试验、击实试验和渗透试验研究了宽级配土的压实和渗透特性,另外,本文还采用有限元数值模拟研究宽级配土用于土石坝心墙防渗、垃圾填埋场衬垫层中的可行性。基于试验和数值模拟结果,本文针对工程中的防渗需求,给出了相应的宽级配土设计标准。通过试验、理论和数值模拟研究,本文取得了以下主要的成果和结论：(1)由于细粒的附着效应,常规干筛法颗分试验误差很大,应采用湿筛法测量宽级配砾质土的级配；(2)基于大量的压实试验结果,通过理论分析和数值回归,给出了砾质土最优含水率的预测模型;(3)基于压实和渗透试验结果,给出了砾质土防渗层的级配控制标准(上下限)；(4)对水泥改良砾质土和膨润土改良砾质土进行了渗透系数量测,给出了水泥和膨润土掺入量的建议值；(5)基于数值模拟结果,论证了砾质土可以用于垃圾填埋场衬垫层,并给出具体方案。本文的研究成果完善了砾质土压实特性和渗透特性的理论。本文给出的级配控制标准和最优含水率计算公式可以指导工程实践；水泥和膨润土改良砾质土能够进一步挖掘砾质土的防渗潜能,对于防渗规格要求较高的工程(例如垃圾填埋场的垫层),可以根据防渗要求选用外掺剂的种类和掺入量。