膨胀土由于其特有的胀缩性、裂隙性及超固结性,在自然环境和人类活动的影响下常发生胀缩变形、裂隙发育和强度劣化,从而给膨胀土地区的建筑物及边坡设施等带来潜在危害。研究膨胀土的膨胀特性和强度特性,为更好地进行膨胀土地区的基础建设及防治膨胀土危害等实际工程问题具有重要意义。本文以邯郸强膨胀土为研究对象,通过一系列的三向膨胀试验和直接/三轴剪切强度试验,分析膨胀土三向膨胀特性和强度特性,为膨胀土边坡稳定性分析及非饱和膨胀土强度理论研究提供参考。主要研究内容及结论如下:(1)通过对不同初始条件(含水率、干密度)及外部因素(温度、干湿循环、改性)扰动下的邯郸强膨胀土进行三向膨胀力特性试验研究,分析不同初始条件及因素影响下膨胀土的三向膨胀力变化规律。结果表明:竖向膨胀力大于水平向膨胀力,存在各向异性,干密度越大,各向异性更明显;三向膨胀力都在50个小时前稳定,稳定时间随着干密度增加而延后;三向膨胀力随着初始含水率增加呈线性下降,随着干密度增加呈指数递增,随着干湿循环次数增加而逐渐下降;温度升高使得干密度较大的土样三向膨胀力下降更显著;温度改变对不同混合溶液改性下的邯郸膨胀土的膨胀力影响不一致;经过混合溶液改性后的邯郸膨胀土的竖向膨胀力都减小;经过0.8%PVA(聚乙烯醇)+5%KCl(氯化钾)的混合溶液改性,改性后添加0.6%聚丙烯纤维后的土样竖向膨胀力降低效果更好。(2)对邯郸强膨胀土进行单向有侧限微变形的三向膨胀试验研究,探究不同初始条件下的三向膨胀力及膨胀力折减的变化规律;基于柔性护坡下膨胀土单向变形膨胀力衰减作用,探究柔性护坡下微变形膨胀力折减的边坡稳定性。结果表明:单向微变形下,三向膨胀力有相同的减小趋势;相同干密度下,不同初始含水率的竖向膨胀力随着单向变形率增加其膨胀力下降趋势不同,初始含水率越小,其下降更迅速,而不同初始含水率的水平左右向膨胀力随变形率增加其下降趋势相同;相同初始含水率,不同干密度的三向膨胀力随着单向变形率的增加其下降趋势一致,下降趋势与干密度呈正比;膨胀力衰减率和折减系数的下降趋势与变形率成反比。考虑柔性护坡膨胀变形以及膨胀力折减,给出考虑膨胀力的边坡稳定性表达式,验证膨胀力对边坡稳定性有影响,通过计算分析得出考虑膨胀力折减后的边坡稳定性更高,柔性护坡较刚性护坡更安全。(3)对邯郸强膨胀土进行单向无侧限变形的三向膨胀试验,研究膨胀土单向无侧限遇水时三向膨胀力和单向膨胀变形的变化规律,分析无侧限条件下膨胀力的衰减规律。结果表明:三向膨胀力都随着时间逐渐增加到极限后缓慢减小直到稳定;单向变形量随着时间逐渐增长直到稳定。由于水平左右向无侧限,因此水平左右向的极限膨胀力最低,初始含水率接近21%时,膨胀力最大;干密度越大,膨胀变形稳定所需要的时间越长;膨胀前期,干密度越小膨胀变形更迅速;变形量与初始含水率呈反比,与干密度呈正比;单向无侧限时,与零变形三向膨胀力相比,竖向膨胀力的衰减率与干密度呈线性增长关系,水平左右向膨胀力的衰减率随干密度增加而下降;三向膨胀力的衰减率都随着初始含水率增加先下降后上升,在初始含水率接近21%时膨胀力衰减率达到最低。(4)通过对不同初始条件(初始含水率、干密度)及外部因素(干湿循环)扰动下的邯郸强膨胀土进行三轴剪切试验及直接剪切试验,研究不同初始条件及因素影响下膨胀土的抗剪强度变化规律;探究膨胀力在非饱和膨胀土抗剪强度理论公式中的作用。结果表明:邯郸强膨胀土的三轴剪切应力应变曲线都为应变软化型,峰值强度与干密度呈指数关系,与初始含水率呈反比;第一次干湿循环后邯郸膨胀土的抗剪强度下降显著。直接剪切试验邯郸强膨胀土的粘聚力与干密度呈正比,接近最佳含水率时最大,其吸附强度与粘聚力存在相同的规律。得出非饱和膨胀土由吸力所引起的内摩擦力(吸附强度)与膨胀力之间的关系;在非饱和膨胀土的抗剪强度理论公式中引入膨胀力,通过膨胀力表征吸附强度,给出非饱和邯郸膨胀土的抗剪强度理论公式,为邯郸膨胀土地区基础建设中计算土体抗剪强度提供参考。