研究露天矿外排土场土壤粒径与土层厚度对渗透特性的影响规律，从而为露天矿外排土场土地复垦及生态修复植物灌溉用水量提供理论基础。选取露天矿外排土场表土为研究对象，分别以粒径和土层厚度为影响因素，制定0.5 mm、1 mm、2 mm粒径和5 cm、10 cm、15 cm、20 cm土层厚度为实验方案。基于土柱实验原理，以定水头法研究表土在不同粒径和土层厚度条件下的渗透规律。利用土柱实验计算获得的不同实验组渗透速率、渗透系数，结合有限元稳态渗流数值方法对累计入渗量进行了模拟，并与物理结果进行对比验证，其模拟结果与物理结果基本一致；再以灰色系统理论对粒径与土层厚度对渗透特性的相对关联度进行研究。研究结果表明：在相等粒径条件下，渗透速率随厚度增大而减小；在相同厚度条件下，渗透速率随粒径的增大而增大。粒径和土层厚度与渗透系数的相对关联度分别为0.894 7、0.571 6，粒径与渗透系数的相对关联度更大。