膨胀土是一种具有胀缩性、裂隙性和超固结性的特殊粘性土。由于其不良特性带来的工程病害,成为南友高速公路建设中最大的技术难题之一。结合交通部西部项目,课题组分别提出路堤、路堑边坡处治方案并修筑了科研试验段,为检验路基处治效果,跟踪了解路基状态变化情况,进一步研究路基破坏机理和处治技术,在处治试验段和开挖边坡上布设多组观测断面,对水分、温度、沉降、变形等指标进行了近2年的现场监测。本文以预期目标为中心和方向,以评价、解释、比较、预测、拓展等五种科学思维方法为主线和角度,客观、系统、全面、深入的分析和研究了观测资料,并重点在以下几个方面取得了创新性的成果:(1)提出了膨胀土干湿循环显著影响区的概念,通过对路基水分、温度、胀缩变形等指标变化规律的分析,运用数理统计方法,得到了宁明地区膨胀土干湿循环显著影响区深度在1.8m—2.3m之间,这与之前众多研究提出的气候急剧影响深度、剧烈胀缩活动带等概念的深度范围接近,可作为该地区膨胀土路基处治的依据。(2)通过测斜仪对边坡内部变形的监测,首次清晰而完整的观察到了边坡变形随年度气候干湿循环的演化历程,根据不同深度侧向位移状态过程曲线的特征位置,推测出了滑坡破坏的两个潜在滑动面,分别位于灰白色膨胀土层和强弱风化界面,并发现该开挖边坡的滑塌属于顺层顺坡滑动,这与滑坡地质调查的结果是一致的。最后,将湖相泥岩残积型膨胀土开挖边坡的滑坡破坏推测为受二元结构活动带控制的双层滑动模型,并归纳出该类滑坡具有浅层、渐进、双层滑动和逐次发展的特点,对其形成机理和控制因素做出了解释。(3)通过建立灰色理论GM(1,1)模型,对开挖边坡表面标点坡向位移进行了预测,与实测结果比较后发现,前面2个月左右吻合非常好,对后期的预测就不尽理想,这主要是由于膨胀土边坡变形的季节性差异造成的。综上所述,本文对监测资料的分析符合有关理论和工程实践,真实的反映了路基的各项物理力学指标的大小和变化规律,准确地描述并预测了路基变形的趋势,较好地验证了各项处治措施的预期效果,对同类型的研究有较高的参考价值。