在自然环境中,粘性土竖向干缩裂隙是导致土堤坝、土坡及粘土衬垫等产生渐进破坏的重要因素。早在六十年代就粘性土问题已有大量研究,但对粘性土干缩开裂机制还处在定性分析和理论假设阶段,对土体在干燥收缩开裂过程中的关键物理力学参数的变化规律研究还不够深入。而今,随着科学技术水平的提升,为了对粘性土干缩开裂过程的深入研究,在裂缝模拟上具有优势的离散元数值分析方法逐渐被应用到到复杂多变的岩土力学中。目前数值模拟主要集中在表面裂缝的演化,对竖向干缩开裂过程模拟较少,而且通常没有考虑湿度迁移与应力耦合作用。本文以典型粘性土为研究对象,主要采用数值分析的方法,结合前人典型粘性土干缩试验,运用PFC离散元软件建立了湿度扩散模型,实现了湿度-应力耦合作用的二维离散元数值模拟模型。通过各种变参数模拟,详细分析了粘性土在失水收缩开裂的过程中开裂面上颗粒的受力变化以及土体的力学特性与水土特性参数对粘性土失水开裂过程的影响,得到以下结论:(1)初步推倒了导热理论与渗流理论各参数间的对应关系,为运用PFC离散元导热模块模拟土中水的渗流奠定了基础。(2)在前人研究的基础上,建立了考虑湿度-应力耦合作用二维离散元模拟方法。(3)模拟结果中,含水率变化量与开裂深度变化关系吻合较好。(4)通过分析裂缝附近颗粒所受水平力随时间的变化关系,发现裂隙尖端发生断裂时颗粒的受力在同一水平面并不一定是最大的,可能与应力集中有关。(5)通过开裂面上颗粒的受力分析,发现土体表面开裂时颗粒的受力较大,随着裂缝的扩展,土体内部开裂面上颗粒的受力呈减小趋势并逐渐趋于平缓,或许与应力集中有关。同样的,裂缝向下扩展过程中,裂缝尖端处的含水率变化量也在减小,即土体内部开裂时,含水率变化量小于土体表面开裂时的含水率变化量。(6)通过各参数对裂缝形态随时间的变化分析、某时刻土体上下表面含水率的变化分析以及各个参数对开裂深度随时间变化规律的影响分析发现土的膨胀率和土水特性参数对粘性土竖向开裂的影响起主要作用,其次是土的力学特性指标。最终结合粘性土宏微观特性提出了一系列粘性土边坡的防裂措施。