膨胀土具有吸水膨胀的特性,当其侧向膨胀受到限制时产生侧向的膨胀压力,会给膨胀土地区支挡结构物造成严重危害。但现有试验装置不能卸去由于制样产生的水平应力、不能量测不同上覆荷载下膨胀土侧向膨胀力或不能将侧向膨胀力从总的侧向力中区分出来,故改进现有的试验装置以研究膨胀土侧向膨胀力与上覆荷载的关系,并计算其对支挡结构物稳定性的影响具有工程及理论意义。本文在现有室内固结试验装置的基础上进行改进,保证试样在不同上覆荷载作用下试样初始状态的一致、卸去由于制样产生的初始水平应力、量测膨胀土浸水侧向力。并设计对比试验对试验装置的有效性进行了验证,结果表明常规试验不能保证试样的初始湿密状态,25kPa和200kPa下常规方法测得的膨胀率分别偏小7%和95%;制样产生的初始水平应力会使最终侧压力偏小,无荷和恒体积下分别偏小43.5%和16.1%。对百色膨胀土进行不同初始含水率、不同荷载下的加、卸载侧限膨胀试验,采用压缩法量测饱和膨胀土的K0系数以将侧向膨胀力从总的侧向力中区分出来。试验结果表明,两种试验方法所得试验结果具有很好的一致性;竖向膨胀率随着上覆荷载的增加逐渐减小,可建立在饱和状态下两者之间的幂函数拟合公式;侧向膨胀力与上覆荷载的大小成正比,两者之间可用双曲线函数拟合,三个初始含水率下试样恒体积各向异性比分别为0.31、0.29、0.25;K0随干密度的增加而减小。采用膨胀土达到其塑限含水率时的侧向膨胀力,结合库伦主动土压力,对三种形式的重力式挡墙进行稳定性验算,并对直立、俯斜两种形式进行缓冲层设计计算,验算在不同缓冲层侧向变形下的稳定性,计算结果表明,随着墙后缓冲层的压缩,挡墙稳定性系数不断增大。改进的试验装置及方法保持试样初始湿密状态以及卸去由于制样产生的初始水平应力。在进行膨胀土地区重力式挡墙设计时不能采用竖向膨胀力乘以折减系数代替侧向膨胀力的方式,侧向膨胀力随着上覆荷载的增加而增大,可以通过增加墙后缓冲层容许压缩量和改变挡墙形式的方式如采用倾斜基底的方式提高其稳定性。