我国城市地下水土污染严重,亟需有效控制和治理。隔离墙是治理地下水土污染的有效手段,渗透性低、化学相容性好及费用低的土-膨润土隔离墙在我国数量庞大的地下水土污染防治工程中具有广阔的应用空间。墙体应力状态极大影响了土-膨润土隔离墙的防渗性能,隔离墙的防污性能又与墙体渗透性密切相关,土-膨润土隔离墙全寿命设计有赖于墙体受力过程和固结行为的深入研究。目前国内防污隔离墙的设计主要借鉴水利工程经验,未能考虑分子扩散、机械弥散和吸附作用等污染物运移过程,这样的设计方法可能偏于不安全。针对上述研究现状和工程实况,凝练的拟解决关键科学问题为：土-膨润土竖向隔离墙成墙受力机理及对污染物运移的影响。围绕关键科学问题,本文采用室内试验、理论分析和现场试验及监测等多种研究手段相结合,按材料特性研究、关键科学问题研究和工程应用研究三步递进深入,揭示了土-膨润土隔离墙成墙过程中的受力机理,形成了基于服役寿命的竖向防污隔离墙设计方法,在江苏省靖江市生活垃圾填埋场进行了土-膨润土竖向隔离墙大型现场试验。上述研究获得了一系列有意义的结论：(1)怀俄明膨润土的膨胀指数(59.0 mL/2g)、蒙脱石含量(71.4%)和比表面积(80.2m2/g)显著高于大部分国产膨润土；坍落度试验获得的坍落度值与墙体材料含水量关系为现场制备墙体材料提供了指导含水量；获得了土-膨润土渗透系数随固结压力的变化关系,膨润土掺量大于4%固结压力大于10 kPa时,土-膨润土渗透系数能够达到1.0×10-9m/s及以下。(2)根据实际工程泥浆沟槽中水头差范围,采用API压滤试验方法,获得了20 kPa-80 kPa压力下膨润土泥饼的渗透系数为4.0×10-10m/s～1.3×10-9m/s,比国外学者在69 kPa～690 kPa压力范围下得到的泥饼渗透系数大1-2个数量级；隔离墙渗透系数影响因素分析表明：墙体材料渗透系数较小(小于等于1.0×10-9m/s)时,隔离墙渗透性主要受墙体材料渗透系数控制,墙体材料渗透系数较大(大于等于1.0×10-7m/s)时,隔离墙渗透性主要受泥饼渗透系数和厚度控制。(3)建立了同时考虑侧壁拱效应和侧向抗压效应的隔离墙中有效应力计算模型,揭示了土-膨润土隔离墙受力机理及其对墙体渗透系数的影响规律；提出了分析地表倾斜场地中沟槽稳定性的极限平衡法和成层场地中沟槽稳定性的水平条分法,保持一定泥浆液面高度和泥浆比重对沟槽稳定性非常重要。(4)提出了土柱试验系统性测定污染物运移参数方法,可在较短试验时长、较少试样数量情况下测试污染物运移参数；渗透系数、隔离墙厚度、隔离墙两侧水头高度差和阻滞因子是影响隔离墙击穿时间的关键因素；针对典型生活垃圾填埋场渗滤液,提出了满足30年～50年服役寿命要求的土-膨润土隔离墙结构型式和两侧水头差控制要求。(5)形成了基于服役寿命的竖向防污隔离墙设计方法；在江苏省靖江市生活垃圾填埋场进行了土-膨润土竖向防污隔离墙现场试验,现场传感器监测数据与本文模型计算得到的隔离墙中应力分布较为相近；针对隔离墙浅部薄弱问题,提出了隔离墙结构型式优化措施,形成了浅部增强型土-膨润土竖向防污隔离墙结构型式。