1、膨脹土作為一種特殊性質的土體，具有隨著含水量不斷變化表現出顯著的吸水膨脹、失水收縮、浸水后承載力較大幅度衰減的特征。這些有別于其它類別土體的工程地質特性，使得其所組成的路塹邊坡也呈現出特定的穩(wěn)定性能。論文以十天高速陜西漢中勉縣境內的武侯服務區(qū)附近膨脹土路塹邊坡為研究對象，采用室內試驗、理論分析、計算程序開發(fā)以及數值模擬等綜合手段，較為深入的掌握了該地區(qū)膨脹土的基本特性，進而開展了考慮裂隙影響的降雨誘發(fā)膨脹土滑坡變形機理、預警性降雨閾值以

2、及膨脹土滑坡防護措施的研究工作，取得了以下幾個方面的研究成果和主要認識:
　　(1)通過瞬態(tài)水力特性循環(huán)試驗，得到了不同水力路徑條件下漢中地區(qū)膨脹土的土-水特征函數曲線(SWCC)，并基于該曲線數據推導得到了相應的滲透系數特征函數曲線(HCF)。試驗結果表明，處于不同水力路徑進程中的同一類型膨脹土，會呈現出差異明顯的水力學特性，也即具有明顯的“滯后效應”。從微觀結構入手，探究了孔隙水賦存及滲流形式，揭示了非飽和膨脹土的“滯后效應”

3、機理。
　　(2)基于不同水力路徑下不同含水量時的膨脹土抗剪強度試驗結果表明，當土體由飽和狀態(tài)進入非飽和狀態(tài)后，所產生的基質吸力會對土體強度的提升產生積極影響。這種強度貢獻形式，主要表現為通過轉化為土體粘聚力的形式來實現。但不能就此認為膨脹土基質吸力越大或含水量越低，其強度會相應的持續(xù)加大。因為在其含水量的正常變動范圍內，由于基質吸力貢獻作用而存在一個強度峰值。
　　通過對研究區(qū)飽和膨脹土樣本進行固結試驗，掌握了該地區(qū)飽和膨

4、脹土在不同加載條件下的固結變形特征，得到了相應的固結變形模型方程，并將膨脹土排水固結變形情況予以程序實現。按照土樣采集時所處的應力環(huán)境進行加載偏應力路徑設置，完成了六級加載條件下的三軸蠕變試驗。在試驗數據分析的基礎上提出了相應的蠕變模型方程。結合固結變形與蠕變變形模型方程，對膨脹土流變特性進行描述。
　　(3)根據漢中地區(qū)膨脹土的XRD圖譜，確定了其產生脹縮特性的主要親水性礦物組份和含量，并通過微觀結構掃描手段，確定了含水量變化時

5、，土體礦物產生物化反應及土體顆粒排列與接觸形式（面-面、點-面以及點-點三種形式）的規(guī)律。為了進一步分析非飽和膨脹土裂隙發(fā)育特征，基于Otsu理論的圖像分割算法編寫了裂隙識別程序，提出了可用于描述裂隙率與含水量的經驗型函數關系式。
　　(4)利用裂隙均布理論以及本文所得的裂隙率與含水量經驗型函數關系式，通過數值模擬手段，對不同裂隙發(fā)育狀況下的漢中地區(qū)膨脹土路塹邊坡，進行了雨水入滲時坡體變形發(fā)展規(guī)律及潛在滑坡形態(tài)等方面的研究。較為深