膨胀土在我国的分布极为广泛,是一种兼具裂隙性、超固结性和强烈胀缩性的高塑性粘土,呈现出显著的吸水膨胀和失水收缩特性。因其特殊的工程性质加上我国基础设施建设的发展,膨胀土引发了一系列的工程问题急需解决,因此对膨胀土胀缩特性的研究显得极为必要。本文在这样的背景之下,分析了干湿循环条件下应力和干湿路径对膨胀土胀缩特性影响的试验结果,得出了相关变形规律;最后采用颗粒流离散元方法对室内试验干湿循环试验的结果进行了论证。主要内容如下:(1)介绍了膨胀土在我国分布情况和分布特点及其引发的工程灾害,详细阐述了膨胀土特殊且复杂的工程性质,指出了研究难点和本文的研究意义。(2)详细阐述了膨胀土的变形规律、本构理论和胀缩变形颗粒流方法的研究现状,明确了前人研究的优点与不足。(3)系统总结了干湿循环条件下膨胀土胀缩特性的试验方法,并对各个方法的优缺点进行了说明。(4)对干湿胀缩变形的分解机制和干湿稳定状态进行了阐述:胀土在干湿循环条件下产生的胀缩变形可以分解为不可逆性胀缩应变分量和可逆性应变分量。经过数次的干湿循环过程后,膨胀土会呈现出稳定状态,在处于稳定状态时,固定往压缩或膨胀方向不断累积为不可逆性胀缩应变分量的特点,随着当前吸力的增减而增减呈现出循环往复的可逆性变化为可逆性胀缩应变分量的特征。(5)介绍了应力作用对干湿循环条件下膨胀土胀缩特性的影响研究,对试验结果进行了分解,总结了应力对各分量的影响规律:竖向应力的增大会缩短试样到达稳定状态的时间,增强不可逆性应变分量向压缩方向累积的趋势,同时降低试样的膨胀势和可逆性应变分量的大小;最大的胀缩变形、含与水量变化幅值和饱和度变化幅值均发生在初始脱湿步,所引起的胀缩变形也较后续干湿循环步的大;不可逆性应变分量均向压缩方向累积,并在第4次干湿循环步后达到稳定状态;稳定状态下干湿胀缩变形呈现出可逆性的特点,同时含水量变化幅值、饱和度变化幅值稳定。(6)介绍了干湿循环条件下干湿路径对膨胀土胀缩特性的影响研究,对试验结果进行了分解,总结了干湿路径对各分量的影响规律:随着饱和度空间中干湿路径的缩短,不可逆性应变分量随之减少;可逆性应变分量的大小不仅与土样的膨胀势和干湿路径长短有关,还与土样所处的饱和度和含水率变化的区域空间有关;干湿循环稳定状态具有一定的路径依赖性,当后续的干湿循环路径区域无法覆盖之前的干湿循环路径区域时,改变干湿循环路径后前期的干湿循环历史可能会对后续的干湿循环变形产生一定的影响,表现为后续的干湿循环不可逆性应变分量继续累积直至到达稳定状态,且初始制样状态与干湿循环导致土样达到的某一状态是不相同的。(7)基于膨胀土的双重结构,从土体的细观结构的变化和聚集体的微观变形解释了膨胀土变形规律的物理机制;并通过细观颗粒变形试验与室内干湿循环试验结果进行了对比分析。