膨胀土边坡失稳除受胀缩性和裂隙性影响外，超固结性的影响也不容忽视。超固结性作为膨胀土的重要特征之一，主要表现为历史卸荷作用导致其土层过去受过的固结压力大于现有的土重压力和其水平应力大于垂直应力。开挖边坡的形成过程其实就是一个卸荷的过程，由于膨胀土具有明显的超固结特性，该卸荷过程较一般粘性土水平应力的释放效应更加显著。不同的边坡开挖方式和开挖速率会在土体单元中产生不同的应力释放路径和释放速率，而边坡开挖高度和支护间歇（放置）时间则与土体中的应力释放水平和释放持续时间相对应，而这些均为影响开挖边坡稳定性的关键因素。因此，有必要对膨胀土在特殊超固结性-应力释放-时间耦合作用下的力学响应进行系统的研究与评价，以及探索实际膨胀土边坡工程中更加合理的开挖方式、开挖速率和支护时间等重要指标。　　 本文以人工开挖膨胀土堑边坡变形和失稳破坏为背景，以南阳膨胀土为研究对象，采用室内试验、理论分析和数值模拟的方法，重点研究了应力速率、超固结比、卸荷路径、固结时间及应力状态重塑影响下的超固结膨胀土工程特性演化规律，初步建立了考虑应力速率影响的膨胀土经验模型，将其在FLAC3D二次开发平台上实现后，对膨胀土边坡稳定性进行了分析计算，探讨了超固结应力释放对膨胀土边坡的作用机理，为考虑超固结性影响的膨胀土边坡稳定性与灾害防治提供参考。　　 本研究主要内容包括：⑴通过GDS应力路径三轴试验系统，探讨了卸荷速率、卸荷路径、固结方式以及超固结比对膨胀土力学特性的影响规律，发现膨胀土的不排水剪切强度随应力速率的增加而单调增加，该规律不随卸荷路径及固结方式的改变而改变。引入新的速率参数ρ0.02后，发现在等压固结和K0固结状态时，应力速率对被动压缩路径下强度的影响较挤伸路径显著;K0固结和等压固结下，在被动压缩路径和被动挤伸路径时，超固结比和卸荷速率越大，相同轴向应变所对应的偏应力也越大，初始割线模量越大;在此基础上，研究了卸荷速率损伤效应的宏观表现。发现对于正常固结和超固结膨胀土样，在相同偏应力下，卸荷速率越大，膨胀土的损伤效应越小，卸荷完成后加荷剪切所得不排水剪切强度越大;K0固结时的卸荷损伤较等压固结时大，反映出超固结膨胀土边坡卸荷时更易失稳。⑵固结时间对膨胀土力学特性影响显著。固结时间对于经历卸荷和未经历卸荷过程膨胀土不排水剪切强度的影响规律相反。经历卸荷过程后膨胀土的强度随固结时间的增加而减小，未经历卸荷过程膨胀土的强度随固结时间的增加而增大;利用蠕变及弹性后效理论对其机理进行了解释;同时，发现固结时间对于膨胀土K0固结时强度的影响幅度较等压固结时显著。⑶膨胀土在经历卸荷-应力状态重塑后，其不排水剪切强度大于应力状态重塑前的强度，强度增幅与应力状态重塑前的卸荷幅度呈正相关。应力状态重塑后，不同平均有效固结应力下其不排水剪切强度qf相差较小，剪切强度与平均有效固结应力的相关性在减弱;CT数据（密度）ME及其方差SD值可以较好地定量地反映膨胀土应力状态重塑过程，拓展了CT技术的使用范围;在此基础上进行剪切过程特征点的CT扫描与分析。⑷在分析邓肯-张模型的基础上，进行了考虑初始偏应力的改进邓肯-张模型的推导。基于膨胀土考虑应力速率时的相关试验结果，建立了符合各自固结方式及剪切路径的改进邓肯-张应力-应变关系式，并对该经验模型进行了验证。⑸利用FLAC3D程序自带的FISH语言将改进邓肯-张模型进行二次开发后，在FLAC3D软件中进行了考虑卸荷速率及初始固结状态的膨胀土边坡稳定性计算与分析，发现K0对于边坡水平位移影响较大，利用常规三轴剪切强度参数进行开挖边坡稳定性分析偏于危险。同时，也初步揭示了卸荷路径、卸荷速率以及固结方式对边坡安全系数的影响规律。