为探索西安钟楼夯土基座的渗漏特征规律及防渗措施，现场开展了为期2年的原位监测试验，并建立了相似比为1:18的室内模型试验，研究在暴雨作用下，不同干密度素夯土和不同改性夯土的防渗措施下，基座内部的水分场时空变化规律。结果表明：（1）钟楼基座内部夯土含水率随降雨期和枯水期呈周期性变化，基座顶部以下3.0m范围内夯土受干湿和冻融循环影响较强，砖-土交界面部位易于形成渗水通道，风干后基座内部盐分析出在基座表面出现泛碱、脱皮等病害；（2）夯土干密度较大时，基座顶部以下仅1.6m范围内夯土受降雨入渗影响较大，且临近外墙和券门的砖-土交界部位夯土的增湿程度较基座中部明显，易成为渗漏水区域；夯土干密度较小时，基座顶部以下约4.0m范围内夯土受降雨入渗影响较大，且基座中心部位受降雨入渗影响剧烈，券门拱圈部位易渗漏；（3）干密度降低是导致基座出现渗流通道而产生渗水的内在诱因，基座内部干密度增大10%，降雨入渗影响深度可降低40%以上，增湿程度可降低50%左右，适当增加夯土的干密度可有效降低基座受降雨入渗的影响；（4）五种改性材料夯土中，掺合料石灰:细沙:素土的体积比为1:3:6的三合土抗渗效果最佳，掺合料比例为7%糯米粉、长度3～5cm的0.6%稻草的改性夯土次之，建议防渗处理期间干密度控制在1.65g /cm³以上。