膨胀土具有吸水后显著膨胀、失水后显著收缩特性且区别于一般粘土的特殊粘性土。在膨胀土地区进行公路工程建设常常出现滑塌灾害，其严重制约着我国中西部膨胀土地区高等级公路的建设，开展膨胀土边坡稳定性研究具有重要的现实意义。本文依托于十堰至天水高速公路膨胀土边坡工程，通过对十天高速公路沿线膨胀土的试验和调查，查明十天高速公路沿线膨胀土的成因、分布；分析该地区膨胀土的组成和工程特性；通过对膨胀土边坡勘察，总结出膨胀土边坡失稳破坏类型；采用非饱和土强度理论Fredlund强度公式和饱和土有效应力原理分析膨胀土边坡破坏的力学机理。总结国内外边坡稳定性分析方法，本文采用有限元数值分析法对十天高速公路典型膨胀土边坡—K116+420~+650段右侧边坡的稳定性做出评价。依据地质勘察资料得到的该边坡物理力学参数，建立Midas-GTS三维数值模型，从天然斜坡、边坡开挖、边坡开挖完成降雨、抗滑桩治理完成四种工况来模拟分析该边坡的稳定性。得出不同阶段膨胀土边坡的安全系数，用以评价边坡的稳定性；并将数值模拟分析的位移与实际监测位移对比应正。在降雨工况分析中，考虑膨胀土裂隙深度的影响，借助渗流分析模拟降雨入渗各阶段膨胀土边坡坡体内孔隙水压力变化，分析了不同降雨持时情况下的边坡土体的孔隙水压力。在此基础上，采用渗流-应力耦合分析边坡的稳定性。暴雨和地震作用是运营中对膨胀土边坡稳定性影响最主要的因素，采用Midas-GTS有限元软件模拟分析此两种工况下该边坡的稳定性，对K116+420~+650段膨胀土边坡未来的稳定给出预测。