膨胀土因其吸水膨胀软化、失水收缩开裂的特性一直被工程界视为重大威胁,膨胀土边坡失稳便是其中之一,尤其近年来地震频发,边坡的动力稳定性越来越被人们重视。本文以南水北调中线南阳段膨胀土为研究对象,通过开展动三轴试验分析膨胀土的动力特性,较为系统地研究了初始偏应力、双向振动相位差以及膨胀土超固结性对膨胀土动力特性的影响,并采用数值模拟的方法研究了边坡的动力响应特征,得到了下列结论:(1)膨胀土动剪切模量与阻尼比随应变变化规律符合一般黏土的基本规律,即动剪切模量随应变的增大而减小,阻尼比随应变的增大而增大,粘弹性理论中的Hardin-Drnevich模型用于拟合试验点效果较好。(2)初始偏应力对Gmax的放大效应最大可达176.9%,高于相位差最大放大幅度的128.3%,两者的耦合作用对Gmax的影响也是比较显著的。初始偏应力对膨胀土阻尼比具有放大效应,阻尼比随着相位差的增大而略有减小,经验公式拟合膨胀土D~G/Gmax曲线试验点效果较好。(3)同一围压下,OCR较大时,动剪切模量和阻尼比也较大,且随着应变的增大,影响程度逐渐减弱,动剪切模量趋于同一稳定值附近;同一超固结比条件下,试样固结围压较大时,同一应变水平下的动剪切模量和阻尼比也较大。随OCR的增加,Gmax的最大增幅达45%左右;随着围压的增大,Gmax也逐渐增大,最大增幅达95%左右,最小阻尼比Dmin随着超固结比增大而略有增大。(4)随着OCR的增大,动粘聚力cd逐渐减小,最大衰减幅度达29.67%;动摩擦角φd随着OCR的增大而递增,最大增加幅度达105.36%。膨胀土的动剪应力-动剪应变曲线三阶段特征显著,曲线形态基本一致,极限平衡理论在循环荷载作用下土体阶段判断分析中应用较好。(5)理想均质膨胀土边坡地震破坏类型与普通土质边坡类似,潜在破坏面呈圆弧型,最大处位于坡体中部。从时程曲线上看,坡脚应力振幅最大;坡中的位移、速度、加速度均最大。同等条件下,水平位移随着相位差的增大而减小,随着OCR的增大而减小。