膨胀土作为一种典型的非饱和土,具有显著的吸水膨胀软化和失水收缩开裂特性,它在全世界范围分布较广,对水利、道路等工程建设的危害较大,由于防治困难,膨胀土的工程问题一直以来都受到国内外学术界和工程界的高度重视。南水北调工程由于受膨胀土的胀缩性的影响,会出现浅层滑坡、地裂,新开挖的坑(槽)壁发生坍塌,引起渠道开裂、渗漏等灾害,因此对膨胀土的治理工作十分关键。在一些膨胀土地基处理方法中,通过化学固化剂改良膨胀土,由于其良好的性价比逐渐得到广泛的认可,对其加固机理、设计方法等方面的研究也正在逐步深入。国内外常用化学固化剂有石灰、粉煤灰、水泥等,其中水泥不仅能有效改良膨胀土,而且对于渠道水质的污染较轻,相对其他固化剂更适用于膨胀土渠道工程。本文以南阳地区膨胀土为研究对象,对其加入水泥并进行化学改性实验研究。通过室内物理性质指标实验,得出水泥改性对膨胀土的膨胀性和收缩性等基本物理指标的影响程度,初步判定水泥改性的成果。考虑到应如何控制水泥掺量比,进一步对不同水泥掺量比的改性膨胀土进行物理性质指标实验,对比实验结果,分析得出水泥掺量比对膨胀土改性效果的影响,并从中找出改性土的最佳水泥掺量比。膨胀土作为一种非饱和土,其强度除了受饱和土理论中的粘聚力和内摩擦角影响,还与基质吸力有关。采用非饱和直剪方式进行实验研究,通过控制实验过程中的垂直应力和吸力的大小并加以改变,分析对比吸力对膨胀土强度的影响以及改性土与素土在剪切过程中强度、变形变化的区别。通过以上物理力学实验,分析得出水泥改性膨胀土的结论如下：1.水泥改性土自由膨胀率和收缩系数较素膨胀土都有明显降低,水泥改性中膨胀土的自由膨胀率下降最多达到28%；水泥改性弱膨胀土自由膨胀率下降最多达到17%。水泥改性中膨胀土收缩系数下降多达0.3；2.加大水泥的掺入量能加强膨胀土的改性效果,但当水泥掺量到达一定程度之后,改性效果变化不再明显,改性土的性质随水泥掺量的增大逐渐趋向于稳定。实验得出中膨胀土最佳水泥掺量为6%,弱膨胀土最佳水泥掺量为4%；3.改性土试样剪切强度较素土有了明显的提升。在剪切过程中,改性土的强度变化表现为软化型,存在着应力峰值,而素土强度变化趋于平缓稳定,并未出现明显峰值,表现为硬化型。改性膨胀土的强度主要来源于土体自身的粘聚力、内摩擦角以及水泥强度骨架,吸力对改性土的强度贡献相对较小,而素膨胀土的强度有很大一部分是由吸力的强度贡献值来控制的。由于水泥骨架的存在增大了土体内部的密实程度,改性土在剪切过程中竖向变形均表现为剪胀,而素膨胀土均为减缩。