膨胀土是一种特殊性黏土,在我国区域性分布广泛,其具有吸水膨胀、失水收缩的特性,对环境的变化十分敏感,膨胀土上述性质给工程建设带来了大量的问题,同时,还可能造成极大的经济损失。自20世纪30年代末以来,工程界对膨胀土的认识从最早的判断、识别,到测试、处治,对膨胀土的理论研究也从早期的强度理论发展到非饱和土理论,尤其是进入本世纪以来,由于南水北调中线工程的建设,国家先后在“十一五”、“十二五”科技支撑项目中立项,开展膨胀土渠道工程的大规模试验和理论研究,在膨胀土边坡破坏机理、膨胀土的强度理论、膨胀变形及其稳定分析方法以及膨胀土的处治技术等方面均取得了大量、丰硕的研究成果,为南水北调中线工程建设提供了理论支撑。“十一五”期间,长江科学院提出了膨胀土边坡“膨胀变形引起的浅层失稳”和“裂隙强度控制的整体失稳”两种破坏模式,并针对这两种破坏模式提出了相应的边坡稳定分析方法。对“膨胀变形引起的浅层失稳”,将膨胀模型引入有限元分析程序,初步解决了常规稳定分析方法不能考虑膨胀变形对边坡稳定的影响问题。本论文以南水北调中线工程和引江济淮工程膨胀土地段为工程背景。为研究膨胀变形规律并得到其经验公式,通过无荷膨胀率试验,探究了压实度、含水率对膨胀变形的影响;对传统的有荷膨胀率试验方法进行了改进,实现了控制试样终了含水率的目的,通过对试验成果的分析,建立了膨胀变形与上覆荷载的线性关系,采用线性拟合的方法,归纳出与终了含水率、初始含水率、上覆荷载相关的一维应力状态下的膨胀变形经验公式;同时,在传统一维膨胀模型的基础上,依据膨胀应变只与第一应力不变量有关的假定,开展了轴对称应力条件下的三向膨胀试验,并对试验的结果进行了分析,发现体积应变与平均主应力的对数呈线性关系,由此得到了三维应力状态下的膨胀变形经验公式。为了解膨胀变形对膨胀土渗透性的影响,本论文进行了变水头渗透试验,利用烘箱低温烘干、抽气饱和的方式,模拟了干湿循环作用对膨胀土饱和渗透性的影响。最后,利用ABAQUS有限元程序,通过温度场的变化模拟湿度场的变化,实现了对土体含水率变化的模拟,进而分析了考虑膨胀变形后的边坡稳定。研究表明,膨胀变形对边坡稳定影响显著,是控制膨胀土边坡稳定的重要因素之一。