Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh kepadatan dan cuaca terhadap kemampuan kedap air tanah ekspansif yang dicampur dengan nanomaterial. Tanah ekspansif diambil dari Surabaya Barat. Nanomaterial Terrasil dan Zycobond merupakan bahan campuran yang memberi sifat kedap air pada tanah. Sampel dibentuk dengan menggunakan tabung besi berisikan tanah yang tercampur nanomaterial Terrasil dan Zycobond. Sampel kemudian dipadatkan dengan energy yang bervariasi dengan yaitu 15, 20 dan 25 tumbukan per-lapis dengan menggunakan hammer standard proctor. Sampel yang sudah dipadatkan dibiarkan terkena cuaca luar selama 7 hari. Sampel yang terpapar, kemudian diuji untuk menentukan koefisien permeability dan free swell-nya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin padat sampel semakin kecil koefisien permeabilitasnya. Selain itu, semakin padat sampel menunjukkan ketahanan cuaca yang lebih baik. Hasil juga menunjukkan bahwa sampel campuran nanomaterial masih mengalami swelling.