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膨胀土在我国广泛分布,在自然界降雨-蒸发过程持续作用下,表现为吸水膨胀、失水收缩,性质极不稳定,会给基坑、边坡等基础建设工程造成诸多影响。膨胀土由于其特殊的成分、状态和结构特征,目前,土水作用机理尚不完善,因此,需要深入研究膨胀土在干湿循环下所表现出来的性质。论文选取石家庄地区膨胀土作为研究对象,通过干湿循环前后的膨胀试验、固结试验、直剪试验、静动三轴试验研究干湿循环前后土体性质的变化规律,利用Midas GTS软件建立膨胀土基坑实体模型进行施工阶段的分析。主要的研究内容和成果如下:(1)通过膨胀率试验,探究膨胀土的膨胀力、膨胀率与各种影响因素之间的关系,得到了膨胀力和膨胀率与含水率、干密度的拟合关系以及干湿循环作用下的变化规律,试验结果表明,膨胀土的膨胀过程分为三个阶段:剧烈膨胀阶段、减速膨胀阶段、平缓膨胀阶段。(2)基于固结试验,揭示干湿循环在膨胀土固结过程中的影响机理。利用功能关系对压缩过程进行分析,得出任意荷载作用下上覆荷载与压缩变形量之间的关系式。(3)通过有荷干湿循环下的直剪试验,探究不同上覆压力下的干湿循环对膨胀土强度的影响,获得了膨胀土的强度衰减规律和强度参数的变化规律,试验结果表明上覆荷载对于干湿循环中的强度衰减具有抑制作用。基于不同含水率试样的静三轴试验,从割线模量与应变的对数关系出发,构建了与含水率相关的膨胀土本构关系表达式。(4)结合干湿循环条件下膨胀土的动三轴试验,得到了围压、干湿循环次数、振动次数对于膨胀土动弹模量、阻尼比的影响规律,定性分析了膨胀土稳定型和破坏型累积变形特点,推导出膨胀土累积变形与振动次数的关系,建立了膨胀土的累积变形预测模型,可以用于分析土体的累积变形随振动次数的变化规律。基于循环荷载作用下的应力应变曲线,探讨了动应力大小、干湿循环作用对于滞回圈的影响,得到滞回圈形态、大小、疏密程度的变化规律。(5)利用有限元软件建立了某基坑工程的三维实体模型,研究了基坑内部土体的的变形以及各施工阶段支护结构体系内力的变化规律,验证膨胀土基坑在正常施工条件下的安全性和设计的合理性。对于膨胀土基坑的设计和施工有一定的指导意义。