该文采用线弹性断裂力学、非饱和土力学和土壤水动力学等手段,系统研究了在地表蒸发条件下的膨胀土开裂机理.在此基础上,进行了降雨入渗条件下的膨胀土渗流场以及边坡稳定性分析.主要研究成果有以下几个方面:1.系统回顾和总结了非饱和土的吸力与土—水特征曲线、渗透特性、抗拉强度和抗剪强度等有关强度的相关问题,为研究膨胀土的开裂机理、降雨入渗条件下的渗流场变化规律和边坡的稳定奠定了理论基础.2.提出了分析膨胀土开裂的理论框架.给出了土体开裂的临界地表基质吸力表达式,以及土体初始开裂、裂隙扩展深度和土体开裂间距的定量表达式.3.通过非稳态渗流场的数值计算,指出土体开裂是雨水在膨胀土中迅速入渗的最根本的原因.4.基于膨胀土地表开裂的实际情况,提出了一种降雨入渗条件下膨胀土边坡渗流分析的新方法.5.提出了一种降雨入渗条件下,考虑土体开裂的膨胀土边坡稳定性分析方法.揭示了膨胀土边坡浅层失稳破坏的力学机理.6.理论分析和数值计算结果表明:无论是进行渗流场计算,还是进行边坡稳定性分析,都必须考虑土体开裂的影响.7.用石灰、水泥、粉煤灰和固化剂对三种类型的膨胀土进行了改性试验,建议采用石灰作为湖北当宜高速公路当宜段膨胀土路段改性的填加剂.