膨胀土是一种特殊性黏土,在外界干湿交替环境下会出现反复胀缩现象且产生明显的裂隙,这种特性给道路工程带来许多灾害。因此,必须对膨胀土进行改良以改善其工程性质。煤矸石是产煤过程中所伴生的一种废弃物,长期堆放的煤矸石会对农作物和树木造成污染。利用煤矸石对膨胀土进行改良,不仅能解决膨胀土带来的灾害,还能减少环境污染。膨胀土收缩和产生裂隙的原因与其微观孔隙变化有很大关系,对膨胀土干燥收缩所产生的裂隙和微观孔隙变化进行研究是很有必要的。本文通过向膨胀土中分别掺入0%、3%、5%、7%、9%、11%、13%的煤矸石粉,并制作环刀试件,对各试件进行干湿循环试验,研究干湿循环下土样的收缩特性,通过收缩试验结果确定煤矸石粉的最佳掺量。对干湿循环下素膨胀土和煤矸石粉改良膨胀土干燥收缩过程中的裂隙发育规律进行研究,然后利用激光共焦3D显微镜对土样表面和裂隙面的粗糙度进行检测,分析粗糙度对裂隙发育的影响。通过压汞试验测得土样的微观孔隙参数,分析孔隙变化对土体宏观收缩性的影响。最后,研究土样微观孔隙参数、裂隙参数与收缩性参数三者之间的关系,并得出如下结论:（1）通过收缩试验发现,煤矸石粉可使膨胀土的收缩性降低;素膨胀土和改良膨胀土在不同干湿循环次数下的收缩性随时间的变化大致可分为三个阶段,分别为快速收缩阶段、缓慢收缩阶段、收缩稳定阶段,煤矸石粉的最佳掺量为9%。（2）素膨胀土和9%煤矸石粉改良膨胀土的裂隙面积率、裂隙总长度、裂隙平均宽度随时间的增大呈现出先快速增大后逐渐稳定的趋势,煤矸石粉可有效延迟膨胀土的裂隙萌发时间,且裂隙随温度的升高而增大;通过激光共焦3D显微镜对素膨胀土和9%煤矸石粉改良膨胀土表面和裂隙面粗度检测发现,土样表面粗糙度小于裂隙面粗糙度,改良膨胀土的粗糙度整体大于素膨胀土的粗糙度,且粗糙度越大则裂隙越小,随着温度的升高,土样的粗糙度也随之减小。（3）9%煤矸石粉改良膨胀土的孔隙率、平均孔径、总孔隙体积均比素膨胀土明显减小;素膨胀土和9%煤矸石粉改良膨胀土的孔隙类型以凝胶孔为主;随着干湿循环次数的增大,素膨胀土的大孔隙占比不断增大,而9%煤矸石粉改良膨胀土的细毛细孔隙占比不断增大,但大孔隙占比明显减少。（4）通过对土样的收缩性、裂隙性、微观孔隙参数拟合发现,土样未产生裂隙前微观孔隙与收缩性呈一元二次函数关系,相关系数达0.90以上,呈负相关关系;土样产生裂隙后微观孔隙、裂隙面积率和收缩性三者之间呈二元二次函数关系,相关系数达0.95以上,呈强相关关系。