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膨胀性泥岩广泛分布于我国延边地区，新建吉林至珲春铁路客运专线自西向东穿过延吉盆地，形成膨胀岩路堑边坡，降雨后膨胀岩堑坡发生滑动，严重威胁工程的安全运营，因此充分认识和准确评价膨胀岩边坡的长期稳定性具有重要意义。为了揭示深季节冻土地区膨胀岩性能劣化与破坏规律，本文采用试验探究与理论分析相结合的研究方法，系统研究了延吉风化膨胀岩的工程力学特性，并探究了干湿、冻融以及干湿-冻融循环3种环境模式作用下延吉膨胀岩工程力学特性的变化规律。研究成果可为深季节冻土区的膨胀岩边坡的支护结构设计和稳定性评价提供参考。主要研究内容和所得结论如下： (1)深入分析吉珲铁路客运专线和南水北调中线膨胀岩土滑坡的特点，发现膨胀岩土滑坡具有明显的方向性，阳坡较阴坡稳定性低，发生滑坡的概率比阴坡大，膨胀岩土滑坡具有明显的阴阳坡分异特征，其中干湿和冻融循环作用引起阴阳坡膨胀岩土强度衰减大小差异是阴阳坡问题的主要原因。 (2)从土力学和土质学的角度，系统研究了延吉膨胀岩的工程力学特性。利用XRD、SEM、MIP、NA等试验技术分析了延吉膨胀岩的矿物组成、物理化学及微观结构特征;通过开展不同含水率试样的有荷膨胀率和直剪试验，阐述了延吉膨胀岩的膨胀和抗剪强度特性，并提出用含水率表示的膨胀岩吸水膨胀前后抗剪强度表达式。 (3)采用膨胀反压法、平衡加压法、加压膨胀法3种方法开展了不同初始含水率试样的膨胀力试验，结果表明:膨胀力具有明显的水力路径效应，3种方法确定的膨胀力存在较大差异，膨胀反压法测得的膨胀力最大，加压膨胀法最小;3种方法确定的膨胀力与初始含水率之间存在明显的线性负相关关系，随着试样初始含水率的增加，水力路径对膨胀力试验结果的影响逐渐减弱，不同方法得到的膨胀力与初始含水率的关系曲线逐渐靠拢。此外，针对不同初始含水率的压实试样，开展了3种水力路径（①吸水膨胀（无荷）-加载压缩-卸荷回弹;②浸水吸湿（体积不变）-加载压缩-卸荷回弹;③加载压缩-浸水吸湿（有荷）-卸荷回弹）的一维压缩试验。结果表明:试样在路径①下的压缩指数和回弹指数最大，路径②下次之，路径③下景小;无荷状态下试样吸水体积膨胀，当上覆荷载较大时试样发生轻微的湿陷现象。 (4)利用恒温恒湿箱模拟延吉盆地干湿、冻融以及干湿-冻融循环3种气候环境，开展了有荷膨胀率、膨胀力和膨胀-压缩试验，研究了3种环境作用对膨胀岩膨胀性和压缩性的影响。结果表明:3种环境作用使得延吉膨胀岩的膨胀性减小，压缩性增大，其中干湿-冻融循环对试样的膨胀性和压缩性的影响最大，冻融循环作用影响最小。此外，开展了干湿循环作用下延吉膨胀岩的浸水崩解试验，研究其粒径变化规律。根据干湿循环后粒径分布，引入标准基础熵表征膨胀岩崩解特性，并与崩解比进行类比分析，发现随着干湿循环次数的增加，粗颗粒含量逐渐减少，细颗粒含量增加，颗粒大小经历了由均匀到不均匀，再到均匀的过程;标准基础熵与崩解比存在明显的线性负相关关系，标准基础熵随着崩解比的增大而减小;随着干循环次数的增加，标准基础熵先减小后逐渐趋于稳定。 (5)开展了干湿、冻融以及干湿，冻融循环作用后延吉膨胀岩的电阻率、超声波波速和固结排水剪切(CD)试验，初步探讨了3种环境作用对延吉膨胀岩的应力-应变关系、变形特性、抗剪强度特性、超声声波波速、电阻率的影响。基于典型的双曲线方程，建立了考虑干湿，冻融循环次数和围压的影响，能同时描述应变软化型和硬化型的应力-应变关系式。同时分析了超声波波速法和电阻率法的优缺点，建立了抗剪强度指标与超声波波速之间的联系。