为了反映黄土粒度组成由北向南定向渐变的特点,从黏黄土、黄土和砂黄土区域选择西安、延安和米脂黄土作为研究对象,通过颗粒分析和三轴渗透试验,对其粒度组成差异和渗透性各向异性的空间分布特征进行了对比分析。结果表明:随着地域由南向北延伸(西安-延安-米脂),黄土细粒含量逐渐减少,粗粒含量逐渐增多,粒度分布特征由“双峰”向“单峰”过渡。“双峰”黄土中集粒稳定镶嵌排列、粒间孔隙竖向尺度较大,而“单峰”黄土中粗粒直接接触、架空孔隙三向尺度相近,这使得“双峰”黄土水平向渗透系数相对较小,相比于“单峰”黄土渗透各向异性更为明显。对比冻融循环、干湿交替及其耦合作用前后原状、重塑黄土的表观结构特征和孔隙率变化特点,结果表明:循环1至2次时三地黄土的孔隙率变化最为强烈,其中“双峰”黄土水平、竖直向孔隙率变化率较为相近,“单峰”黄土竖直向孔隙率变化率明显大于水平向。冻融循环作用对黄土表观结构的破坏较小,而在干湿交替、冻融干湿耦合作用过程中土体表面裂隙逐渐深入发育并连通成网状,土体结构性与完整性完全丧失。通过三轴渗透试验测定冻融循环、干湿交替及其耦合作用前后三地黄土的渗透系数,结果表明:初始状态原状黄土渗透系数大于重塑黄土,原状黄土竖直向渗透系数大于水平向;冻融、干湿循环初期三地黄土渗透系数的变化最为强烈,而后逐渐趋于稳定,水平、竖直向的渗透各向异性逐渐减弱,原状、重塑黄土的渗透差异逐渐缩小。通过多元线性回归分析得到耦合作用中各因素对土体渗透性的影响权重,结果表明:干湿交替起主导作用,冻融循环起促进作用,围压与循环次数的影响可忽略不计。基于试验数据的规律性,提出黄土在初始状态与冻融循环、干湿交替条件下的渗透系数经验公式。本文研究成果以期为黄土地区地质灾害防治与构(建)筑物设计提供参考。