膨胀土路堑边坡失稳是工程中常见的地质灾害，也是最为复杂的工程难题之一。针对膨胀土路堑边坡经常出现的塌方、滑坡病害，本文分析了膨胀土土性在各种含水量状态和应力状态下变化规律，从膨胀土的膨胀变形试验和抗剪强度试验两个方面研究其变形参数和抗剪强度参数的变化发展。本文根据自身研究的特点，对试验数据进行回归时采用了大量的数学模型，通过反复的对比分析论证，使回归规律能有效地运用至下一步的分析当中。 根据膨胀土土性的变化规律对有限差分软件进行二次开发，得到了符合各种参数回归规律的二次开发程序，并且通过对各种试验条件下的数值模拟仿真分析验证了本二次开发程序的可靠性，根据数值模拟结果对原试验数据回归规律进行了修正，使得数值试验的仿真性能得到进一步的提高。在此基础上引入湿度场理论对膨胀土路堑边坡稳定性进行了数值模拟分析。采用了两种常见的膨胀土地质模型——无软弱结构面的膨胀土质路堑边坡和含软弱结构面的膨胀土岩混合路堑边坡，考虑开挖和吸湿膨胀两个阶段，分析了不同湿度场状态下膨胀土路堑边坡破坏发展过程，进一步了解其变形破坏的内在机理。地质构造、气候和人为等诸多因素均对膨胀土路堑边坡的破坏起到了一定的影响作用，而且在不同的阶段各种因素占据的主导作用各不一样。无软弱结构面的膨胀土质路堑边坡失稳主要以浅层平面滑动模式为主，含软弱结构面的膨胀土岩混合路堑边坡以土体沿分界面滑出破坏为主。得到了不同模型不同状态下的稳定性变化发展规律等相关结论，对膨胀土路堑边坡的稳定性判断和工程处治有一定的指导意义。