本文以云南地区红土日益严重的干湿循环问题为研究背景,以云南红土为研究对象,提出了“干湿循环下云南红土的胀缩特性研究”的课题。考虑干湿循环时间、干湿循环次数、初始干密度、初始含水率、荷载、试样尺寸等因素的影响,通过开展红土的循环胀缩试验、微结构试验,同时结合软件图像处理方法,研究了不同因素下云南红土的循环胀缩特性、微结构特性以及胀缩机理,对于预防和治理云南地区频繁发生的自然灾害具有重要意义。干湿循环下初始干密度对红土胀缩特性影响表明:不同初始干密度下,干湿循环过程中,红土的膨胀过程可以分为快速膨胀、缓慢膨胀和稳定膨胀3个阶段,收缩过程可以分为缓慢收缩、快速收缩和稳定收缩3个阶段。不同初始干密度下,随增湿时间延长,红土的竖向膨胀率、含水率、孔隙率等膨胀参数呈“厂”型增大变化;随脱湿时间延长,竖向收缩率、横向收缩率、体积收缩率等收缩参数呈“S”型增大变化,含水率、孔隙率逐渐减小。随增湿次数增加,稳定后竖向膨胀率、横向膨胀率、体积膨胀率呈先急剧增大后缓慢减小的变化;随脱湿次数增加,稳定后竖向收缩率、横向收缩率、体积收缩率呈先增大后缓慢波动变化。随初始干密度增大,稳定后竖向膨胀率、竖向收缩率、体积膨胀率增大,横向膨胀率、横向收缩率、体积收缩率呈减小变化。竖向膨胀大于竖向收缩,体积膨胀大于体积收缩,横向收缩大于竖向收缩。干湿循环下初始含水率对红土胀缩特性影响表明:随初始含水率增大,增湿膨胀、脱湿收缩过程中达到稳定时,膨胀率、收缩率都成波动型增大变化趋势;初始含水率在9%时,膨胀率、收缩率都达到最大。不同荷载与尺寸条件下红土的胀缩特性表明:先浸水膨胀后压缩与先压缩后浸水膨胀这两种加载方式下,相同荷载下,初始干密度越大,红土的总的变形量越小;相同干密度下,施加荷载越大,红土的总变形量越大;红土总的变形量与加载方式无关。同一胀缩过程中,红土的尺寸越大,初始干密度越大,胀缩稳定所需要的时间越长;不同初始干密度时,红土的尺寸越大,初始干密度越大,竖向膨胀率、竖向收缩率越大,横向膨胀率、体积膨胀率、横向收缩率、体积收缩率越小;不同初始含水率时,红土的尺寸越大,竖向膨胀率、横向膨胀率、竖向收缩率越大,体积膨胀率、横向收缩率、体积收缩率越小;不同干湿循环次数时,红土的尺寸越大,竖向膨胀率、竖向收缩率越大,横向膨胀率、体积膨胀率、横向收缩率、体积收缩率越小。干湿循环下微结构图像特性表明:膨胀稳定后,红土颗粒接触以块状与镶嵌接触混合存在,收缩稳定后,红土颗粒接触以凝块状与镶嵌接触为主;在同一胀缩过程中,随初始干密度增大,土体总的孔隙比、土颗粒圆形度、颗粒的分维数增加,颗粒的定向度、颗粒数减小。随干湿循环次数增多,土体总的孔隙比、颗粒的分维数先增加后减小,土颗粒圆形度减小,颗粒的定向度、颗粒数先减小后增大。随初始含水率增大,膨胀稳定后,土体总的孔隙比、土颗粒圆形度、颗粒的分维数先减小后增加,颗粒的定向度减小,颗粒数先增加后减小;收缩稳定后,土体总的孔隙比、颗粒的分维数,颗粒的圆形度、颗粒数增加,颗粒的定向度先减小后增大。干湿循环下红土的胀缩机理:红土的胀缩现象主要是由于水分迁入、迁出造成的,当水分开始与土体接触时,水分子进入聚集体内的孔隙中,随着水分的增多,聚集体内的孔隙不断被水分子填满,进而不断拉大聚集体的间距,土体体积产生膨胀;水分迁出土体时,聚集体内的孔隙水逐渐逃逸,聚集体的间距减小,当含水率小于某个值时,聚集体产生破碎、移动,向排列紧密方向发展,土体体积产生收缩。