粘性土在水利、土木等工程建设中经常涉及。在进行抗渗相关计算时,粘性土抗渗允许坡降大多依据经验确定,因可能存在较大偏差,这将给堤坝、基坑等工程建设带来了较大的安全隐患。粘土作为一种离散材料,在实验方法和渗透破坏机理等方面均与砂性土有所不同,开展从实验仪器到细观角度的粘性土渗透破坏试验及其数值模拟研究,具有一定的理论和实践意义。论文研制了的一种新型适用于粘性土渗透破坏坡降的测定仪器,由加压与测压装置、气水转换装置、试样渗透与监测系统三部分组成,可对粘性土抗渗允许坡降值进行有效测定。利用所研制的仪器进行了考虑土样压实度、粘土含量、颗粒级配等因素的粘性土渗透破坏试验。结果表明：土样的抗渗坡降随着土样的压实度增加而增加,且大致呈直线线性关系；渗透破坏允许坡降值与土样中粘粒含量成正比例关系,而当粘土含量大于90%或小于30%时,粘土含量对渗透坡降的影响并不是十分明显；不同颗粒级配的土样抗渗允许坡降存在着显著的差异性,级配良好与土样抗渗透破坏性能良好不成相关关系,级配良好的粘性土并不能保证其抗渗透破坏性能较好。基于离散元原理,利用颗粒流软件PFC2D对粘性土渗透破坏进行了数值模拟,从微观角度解释了粘性土渗透破坏的力学机理,并与试验室试验对比,结果分析表明：粘性土渗透破坏的力学机理应为高水力梯度条件下引起颗粒粘结的张拉破坏、从而形成裂纹并逐步发展为渗透通道；数值模拟土样与室内试验土样的渗透破坏通道位置基本一致；相同土样压实度条件下,数值模拟所得出的抗渗允许坡降在数值上与室内试验结果相比,误差约在15%左右：数值模拟结果与室内试验结果所反映的规律比较一致,即抗渗允许坡降随着压实度的增加而增加。上述表明基于离散单元法研究粘性土的渗透破坏进而深入研究渗透破坏机理和得到合理抗渗允许坡降是一种合理方法。