黏性土是土石坝、堆石坝最常用的防渗材料。由于心墙黏土与坝壳料及岸坡基岩的变形模量差异较大,防渗体内部及其与坝壳、岸坡的接触部位会出现较大的剪切变形,甚至出现剪切裂缝;尤其是心墙与两岸岸坡的大剪切变形区平行于渗流方向,在此区域很容易产生集中的渗流或接触冲刷进而影响大坝安全。鉴于此,本文利用一种新研制的土体扭转剪切渗透试验装置、通过试验和理论分析,研究了黏性土在压-剪耦合条件下渗透特性的变化规律。本文的主要工作和成果如下:(1)介绍了本课题的研究背景,总结分析了国内外黏性土的渗透性和渗透稳定性的研究现状,指出了课题的研究意义。(2)对一种土体扭转剪切渗透试验装置进行加工、改造、检定,研制出一套可满足本文试验要求的压-剪耦合渗透试验系统。(3)测定了试验土料的基本物理参数。基于改造后的压-剪耦合渗透试验系统的特点,设计了竖向一维固结试验、竖向加压径向渗透试验和竖向加压-扭转剪切耦合作用下的径向渗透试验,给出了数据处理公式及相应的推导过程。(4)依据试验结果,深入分析渗流方向平行于剪切面时竖向应力、大剪切变形、水力坡降对渗透系数及渗透稳定性的影响规律,结果表明:①常规的径向渗透试验所得出黏土的渗透系数随固结压力和水力坡降的变化规律符合已有一般规律。②当前竖向压力与前期固结压力的相对大小决定着黏土剪切变形前后渗透系数和渗透稳定性的变化趋势。当竖向压力大于试样的前期固结压力时,剪切面在剪切过程中发生压紧现象,没有产生明显的渗透弱面,试样总体渗透系数随着剪应变的发展略有减小。当竖向压力小于试样的前期固结压力时,试样处于超固结状态,剪切面在剪切过程中逐渐发生剪胀破裂从而出现渗透弱面;在稳定渗流条件下渗透弱面具有自愈特性,但是自愈后的渗透系数显著增大。高竖向压力下的正常固结试样剪切后的渗透稳定性没有显著变化。低竖向压力下的超固结试样的渗透稳定性显著降低,其渗透破坏的形式为水头骤升条件下的水压楔劈效应将渗透弱面劈裂,进而产生裂缝冲刷破坏。③所研制的压-剪耦合渗透试验系统可应用于黏性土试样的渗透试验研究,采用空心圆柱试样径向渗透研究土的渗透规律是可行的。(5)为更好开展后续试验研究,在原有扭转剪切渗透仪的基础上进行优化设计,新开发了一套自动扭剪渗透仪,在一定程度上实现了数字化、自动化,提高了测试数据采集的准确性及测试精度。