膨胀土是工程中的一种重要病害,随着我国高速铁路的快速发展,新建铁路有时不可避免地穿越膨胀土地区,发生上拱病害。对一高速铁路上拱段地基泥岩进行取样研究,根据铁路工程岩土分类标准对膨胀泥岩进行膨胀性判定,发现该高速铁路地基膨胀泥岩为“无”膨胀性泥岩或弱膨胀性泥岩,但是高速铁路多处出现上拱病害,说明目前铁路规范判定为“无”膨胀性及弱膨胀性的泥岩对高速铁路仍会造成危害,为掌握高速铁路地基中膨胀泥岩的膨胀规律,所以需要对目前普通铁路规范判定为“无”膨胀性或弱膨胀性的低黏土矿物泥岩进行研究。本文以某高速铁路上拱地段地基泥岩为研究对象,采用室内特性试验、室内膨胀试验、现场原位试验相结合的方法,系统地研究了高速铁路地基泥岩的基本物理性质、微观特性、膨胀变形规律,以期对高速铁路膨胀土地基设计、施工和运营提供基础数据和技术支撑。本文主要研究工作如下:(1)以高速铁路上拱地段泥岩为研究对象,通过室内基本特性试验,得到该地基泥岩的物理特性指标,以数学方法对泥岩基本物理特性指标进行分析,得到高速铁路地基泥岩膨胀性的综合指标,以表征高速铁路低黏土矿物泥岩的膨胀潜势。(2)进行了该高速铁路上拱地段重塑土泥岩与原状泥岩微观特性研究,分析重塑泥岩干密度与微观孔隙分布特征关系、原状泥岩膨胀指标与微观孔隙分布特征关系,建立起微观结构与宏观物理指标间的关系。(3)进行室内小尺寸泥岩膨胀试验,得到小尺寸泥岩增湿膨胀规律,分析得到小尺寸泥岩膨胀过程参数:节点含水率。并分析节点含水率与泥岩综合指标间关系;进行大尺寸泥岩膨胀变形试验,得到大尺寸泥岩开孔损失土体对膨胀量的影响规律,以及大尺寸泥岩膨胀变形增长规律、上覆荷载与膨胀变形关系。(4)进行现场原位膨胀试验,得到原位泥岩膨胀变形增长规律、上覆荷载与原状泥岩膨胀变形关系;得到原状泥岩不同水平距离与不同竖向距离处的泥岩含水率增长规律、得到现场原状泥岩不同上覆荷载下、不同水平距离处泥岩的水平渗透速度变化规律、得到不同上覆荷载下、不同竖向距离处的原状泥岩竖向渗透速度变化规律。