因北疆供水一期工程膨胀土渠坡历经复杂的环境条件发生胀缩现象，膨胀土渠坡的变形破坏现象时有发生，为深入探讨其胀缩机理，通过对膨胀土进行三种不同循环模式条件下的无荷膨胀率、有荷膨胀土率、收缩及其扫描电镜试验，从宏观角度分析其胀缩特性规律及微观上揭示其物理机制。结果表明：膨胀土的膨胀变形与时间的关系曲线呈非线性变化，可分为快速、匀速及稳定三个阶段；随着循环次数的增加，不同循环模式作用下的膨胀土的无荷膨胀率随循环次数增加均呈逐渐减小的趋势，其中干湿-冻融循环减小幅度最大，干湿循环次之，冻融循环最小。膨胀土的上覆压力越大，有荷膨胀率越低，说明上覆压力抑制了膨胀土的吸水膨胀作用；试验初期，有荷膨胀率随时间的增加而增大，随着时间的增加，最终趋于稳定；随着循环次数的增加，膨胀土有荷膨胀率逐渐减小，第五次循环后有荷膨胀率逐渐趋向于稳定值，其中受干湿-冻融循环作用下有荷膨胀率衰减幅度最大。膨胀土线缩率第一次循环后变化最为显著，在第五次循环后逐渐趋向于稳定值；荷载越大，线缩率越小，其中冻融循环变化幅度最小，干湿-冻融循环变化幅度最大。微观机理方面，通过微观电镜扫描，发现土体微观结构受循环作用影响显著，其中干湿-冻融循环条件下微观参数变化幅度最大，冻融循环变化幅度最小，膨胀土发生胀缩变形是土体内部因素所决定的，同时受到外部水分条件的影响，宏观上表现为膨胀土试样膨胀-收缩能力的变化，其中干湿-冻融循环条件下胀缩特性变化幅度最大。