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本发明公开了一种水工混凝土层面抗渗性能的测试设备及其方法，包含步骤：①将水工混凝土的钻芯取样上下面沿径向切削磨平，加工成混凝土试件；②将混凝土试件侧向放入侧向圆柱体试模，该侧向圆柱体试模的下部为侧向半圆柱体形，上部为长方体，使试件侧向曲面与侧向圆柱体试模完全接触，不留缝隙，使水压力的施加方向为自上而下，水压力方向沿混凝土试件径向分布，且该侧向圆柱体试模下部中央具有一个用于水流渗出的下端开口；③在试件与侧向圆柱体试模周边的缝隙间设置或者浇筑一层密封材料，然后进行下一步工作抗渗测试试验。本发明通过采用圆柱体试模使混凝土抗渗性能测试可以直接使用钻芯取样的含层面混凝土圆柱体试件。