膨胀土是一种失水收缩、吸水膨胀的特殊土。气候的干、湿循环常导致膨胀土裂隙发育,进而引起边坡滑动失稳,是膨胀土地区渠道修筑的主要技术难题。研究膨胀土边坡在自然气候影响下的胀缩开裂特性具有非常实际的意义。为此,本文以南水北调中线工程建设为背景,开展了膨胀土干湿循环条件下的开裂特性研究。(1)基于图像灰度化及二值化的数值处理技术以及在膨胀岩土裂隙率概念的基础上,提出了膨胀岩土裂隙的定量描述方法。在南水北调中线新乡潞王坟试验段进行了膨胀岩土裂隙观测试验,定量分析了膨胀岩土边坡在干湿循环中的裂隙的变化规律及其与含水率的相关关系,分析表明:膨胀岩土裂隙的发育与天气变化密切相关,随着干湿循环的发展,裂隙的密度和裂隙率逐渐增加,利用Mat lab数字图像处理方法得到的裂隙率可以较好地描述裂隙的发育程度。(2)通过开展室内原状膨胀土的干湿循环试验,以及CT扫描试验,研究膨胀土的裂隙开展发育特性,以及膨胀土强度随裂隙开展的变化规律。结果表明:在干湿循环条件下,膨胀土原状样粘聚力一次干湿循环次数后显著减小,随后的干湿循环变化不明显,呈现波动的现象;膨胀土剪切强度与试样裂隙率成线性递减关系。(3)通过开展室内重塑膨胀土的干湿循环试验,以及不同应力水平的直剪试验,利用矢量图像处理方法得到直剪试样裂隙的裂隙率,在此基础上研究重塑膨胀土的裂隙开展发育特性,以及膨胀土强度随裂隙开展的变化规律。结果表明:重塑膨胀土裂隙率随干湿循环增加而增加,二者呈线性增长的关系;重塑膨胀土的强度指标随裂隙率的增加而降低,二者呈线性递减关系;重塑膨胀土的强度指标的变化受应力水平的影响,随着干湿循环的次数增加,低应力条件下,重塑膨胀土内摩擦角变化显著,而粘聚力值较小,变化也较小;高应力条件下,重塑膨胀土粘聚力变化显著,而内摩擦角变化较小。