膨胀土是一种吸水膨胀软化、失水收缩开裂的特殊粘性土,在路堑边坡工程中,常常出现滑塌等现象,其严重制约着我国中、西部膨胀土地区高等级公路的建设。为此,本文结合西部交通建设科技项目“膨胀土地区公路修筑成套技术研究”,通过室内试验和现场监测,分析研究膨胀土基本工程性状和了解掌握膨胀土路堑边坡含水量和吸力变化规律,以及定量分析干湿循环条件下膨胀土坡体强度和吸力场变化特征,并利用数值模拟技术对膨胀土边坡稳定性进行模拟分析。本文首先通过大量室内试验,获得了南阳—邓州高速公路路堑边坡膨胀土的矿物组成以及各项物理化学指标,并采用标准吸湿含水率表征该膨胀土的工程特性,判定其为中强膨胀土。其次通过膨胀土的膨胀变形试验,强度试验以及干湿循环效应对膨胀土抗剪强度的影响,探讨了其变形参数和抗剪强度参数的变化规律,为稳定性分析提供可靠的参数依据,并提出了膨胀土的实用型本构模型。进而以膨胀土室内试验数据为依据,将南邓路膨胀土的土水特征曲线的方程以及渗透系数随含水量的变化方程用于渗流分析中,有效地模拟了降雨入渗条件下非饱和渗流场,并利用大型差分有限元软件FLAC进行了膨胀土强度和变形参数取值的分析,得到了土性参数的变化规律。最后以南邓路的破坏模式为基础,针对受干湿循环影响的膨胀土路堑边坡,应用计算机数值仿真模拟手段,分析降雨条件下堑坡的变形和破坏特点,实现了渗透系数可随环境干湿循环而变化的数值分析过程,为膨胀土堑坡变形破坏机理的认识和相关工程防护加固处治措施的制定提供参考。