膨胀岩具有遇水膨胀、软化、崩解和失水收缩、开裂等特性,一直是工程应用中的难点。本文以云桂铁路百色盆地膨胀岩为研究对象,对膨胀岩的工程特性和病害机理进行了研究,主要的研究内容有以下几方面。　　 (1)通过现场地质调查,了解膨胀岩的地形地貌、分布规律、工程地质特性,同时对膨胀岩胀缩、碎裂、低强度等特性相关的工程病害进行现场的调查。　　 (2)根据颗粒成分、化学成分、X射线粉晶衍射试验及电镜扫描等技术手段,研究分析了膨胀岩的物质组成和微观结构。　　 (3)根据抗剪强度试验和抗压试验,获得了膨胀岩抗剪强度和抗压强度,分析了初始含水率与风化程度对膨胀岩的抗剪强度和抗压强度的影响。膨胀岩的初始含水率与抗压强度呈二次曲线递减关系,膨胀岩内聚力随初始含水率的增加而呈对数减小关系,即初始含水率与内聚力的对数呈线性递减关系,摩擦角随初始含水率的增加而呈线性减小关系。随着膨胀岩的风化程度加大,岩体的抗剪强度和抗压强度会减小。　　 (4)根据膨胀岩水理试验,获得了膨胀岩的膨胀力、膨胀率等各项膨胀指标。着重分析了水对膨胀岩的膨胀特性的影响,修正了Huder-Amberg提出的膨胀岩应力应变本构关系。为了分析吸水率对膨胀岩的膨胀变形影响,设计了膨胀变形新试验,依据试验成果,随着膨胀岩吸水率的增加,把岩体的变形过程分为了6个变形阶段,并提出了“起始膨胀含水率”的概念。　　 (5)分析了膨胀岩工程病害机理,着重分析了膨胀岩边坡病害机理。根据膨胀岩的特殊性质,提出了治理膨胀岩工程病害的建议。　　 (6)结合工程实例,分析了膨胀岩的强度取值问题。在实际工程中应考虑施工条件、运行条件、强度衰减等,特别要考虑膨胀岩随时间增加而强度衰减的问题,合理选取设计参数。并提出了膨胀岩边坡治理新思路,设置变形缓冲层来解决膨胀变形和膨胀力的问题,设计参数按膨胀岩边坡运行后风化特征选取。