本文主要以两种典型膨胀土为研究对象，首先介绍了膨胀土的基本特性，利用动三轴仪器探讨交通荷载下改良膨胀土的动力响应性状，然后以考察脱湿速率对膨胀土工程性状的影响特征为主线，探讨了膨胀土脱湿环境工程效应及其机理;基于膨胀土的特有属性，对收缩试验和压力板试验方法进行修订探讨，最后结合有限元数值方法探讨了试样尺寸、形状效应机理。论文的主要内容和成果如下:　　 (1)考虑工程施工中掺灰的不均匀性，选取配合比为1.0％，利用振动三轴试验模拟交通荷载，探讨应力水平、频率、含水率等因素对石灰改良膨胀土动力性状的影响。试验结果表明:石灰改良膨胀土的动弹模量随着应力水平、振动频率、振动次数、固结比的增大而逐渐增大;随着含水率的增大而逐渐减小;阻尼比随着频率的增大逐渐减小，随着含水率、围压、振动次数和固结比增大而增大;对比发现，相同条件下灰土的动弹模量和抗载能力都要高于重塑膨胀土;灰土的动强度随着应力水平增大而提高，随着含水率增大而降低。　　 (2)利用恒温恒湿箱模拟实际工程脱湿环境，分别采用室内收缩试验和非饱和三轴试验研究不同脱湿环境对膨胀土收缩性能和强度的影响，同时通过压汞试验来探讨脱湿环境作用于膨胀土工程特性的微观机制。试验结果表明:土体的脱湿速率越大，对应的线缩率、收缩系数和缩限越低;在相同终了含水率条件下，随着脱湿速率的降低，峰值强度逐渐升高，粘聚力随着脱湿速率的增大而呈降低趋势，内摩擦角则随着脱湿速率的增大而缓慢增大;不同的脱湿环境对膨胀土的孔隙结构有不同程度的影响，总孔隙体积随着脱湿速率的增大而增大，相同含水率条件下，不同的脱湿速率对孔隙结构分形特征曲线具有显著影响，主要体现在直线段的分维值不同。　　 (3)基于膨胀土工程性状的脱湿环境效应，结合膨胀土在脱湿收缩过程中的特有属性，探讨了膨胀土收缩性能的尺寸和形状效应。试验结果表明:在相同的脱湿环境下，不同形状试样的收缩性状呈现较大差异。试样与大气接触面积越大，脱湿速率越大，收缩也越均匀，缩限和收缩系数也越大;采用环状试样不仅可以加快收缩试验的试验周期，而且能够降低裂隙对膨胀土收缩变形的影响，从而充分反映膨胀土最大的潜在收缩变形。　　 (4)基于现有压力板测试周期长的问题，从不同试样尺寸和形状出发，研究了膨胀土持水性能的时效性规律。试验结果表明:在同一气压下，土样的脱湿过程可以分为两个阶段，快速脱湿阶段和缓慢脱湿阶段，随着时间的推移，脱湿速率越来越小，随着气压的增大，土体脱湿达到平衡所需的时间越来越长;随着试样尺寸的增大，脱湿速率逐渐减小，土体中孔隙水流动达到平衡状态所需时间越久;相比于饼状试样，环状试样脱湿较均匀，持水能力也越强，采用环状试样可以缩短压力板试验的周期。　　 (5)基于压力板试验获取水分迁移运动参数，从水-气二相流理论出发，用有限元方法模拟水分在气压下的渗流过程，并分析了试样的形状、尺寸对持水特征的影响。分析结果表明:在气压作用下，土体中产生超孔隙水压力，随着超孔隙水压力逐渐消散，气体不断渗透至孔隙中，同时孔隙水不断排出，迸气量等于出水量;膨胀土的持水特征和渗透性与试样形状关系密切，环状试样与气相的接触面积比同体积饼状试样大，脱湿速率也较大。