膨润土因具有良好的吸附性、膨胀特性以及极低的渗透特性,故被选作我国高放废物深地质处置库中的缓冲回填材料。预制膨润土砌块的湿度会受到季节和天气的影响,从而发生变化。在运往处置库工程现场进行贮存、放置以及安装的过程中,预制压实膨润土砌块需要绑扎起吊,某些部位可能会受到拉应力的作用产生拉张裂隙,裂隙会为核废料或渗漏液提供迁移通道,进而对地下水和地质环境产生威胁。土体的强度特性、渗透性和整体稳定性受其饱和状态的影响显著。因此,本文主要研究了膨润土的持水特性、直接拉伸强度、劈裂强度以及拉张裂隙的扩展过程,具体研究内容如下:（1）分别运用WP4C仪、滤纸法以及压力板法对膨润土进行了持水特性试验研究,同时开展了吸力控制条件下的扫描电镜试验。试验结果表明,三种方法测得的土-水特征曲线均随吸力的增大而减小。初始干密度相同土样的土-水特征曲线,脱湿曲线与吸湿曲线具有明显的滞回现象。由压力板法、滤纸法获得的吸力、饱和度,经Fredlund-Xing模型拟合分析获得相关参数,通过建立模型参数与初始干密度之间的关系,给出了预测膨润土的土-水特征曲线公式。初始干密度相同的土样随着吸力的增加,颗粒间的接触方式由点-面接触转变为面-面接触,颗粒的排列方式由架空状态转变为镶嵌状态。当吸力进一步增加为149 MPa时,接触方式转变为点-面接触,排列方式转变为架空-镶嵌状态。（2）联合运用粒子图像测试（Particle Image Velocimetry,PIV）系统和自行研制的直接拉伸试验模具对不同初始干密度、含水率压实膨润土进行一系列直接拉伸试验。在相同的初始条件下,基于PIV技术对压实膨润土开展劈裂试验。试验结果表明:同一初始干密度的压实膨润土样的直接拉伸强度以及劈裂强度均随着含水率先增大后减小,在含水率为界限含水率（wc=13%）时的抗拉强度达到最大值。直接拉伸试验中拉张裂隙发展过程可以划分为结构调整阶段、微裂隙产生阶段、裂隙贯通阶段三个阶段。劈裂试验中拉张裂隙发展过程可以划分为过渡阶段、微裂隙产生阶段、裂隙贯通阶段三个阶段。（3）相同初始干密度、含水率的压实膨润土试样劈裂强度大于直接拉伸强度。原因在于土体在进行劈裂试验时都会在加载点发生明显变形,与加载压板的接触面积会增大,因此得出的劈裂强度大于实际土体的抗拉强度。（4）采用Frydman提出的修正系数g和PIV技术获取劈裂破坏时土体的变形参数对劈裂强度进行修正,修正强度值与直接拉伸强度值存在明显差异,而采用2g修正效果较好。另外在经典巴西劈裂公式基础上引入一个简化修正系数K,同时结合PIV劈裂试验结果也可以快速、准确地获得压实膨润土的直接拉伸强度。根据预测的土-水特征曲线公式,结合Varsei预测抗拉强度的公式,引入一个无量纲参数α。通过建立α与初始干密度的线性函数,即可预测不同初始干密度压实膨润土的抗拉强度。