膨胀土在我国分布广泛,约有四分之一的人口生活在膨胀土地区,由于膨胀土具有特殊的性质：反复胀缩性、裂隙性和超固结性,因此其破坏形式具有多发性、反复性和长期潜在性,对各类浅表层轻型工程如公路、铁路、房建和水利水电工程建设及维护具有特殊的危害作用,使我国每年因膨胀土造成的经济损失估计达150亿美元以上。土的抗剪强度指标是研究以上破坏最重要的基本力学参数,然而非饱和膨胀土的强度特性较普通黏性土复杂的多。虽然前人已在膨胀土的强度特性方面做了很多研究,但主要成果集中在膨胀土的初始含水率、压实度对其抗剪强度的影响方面,而关于膨胀潜势的强弱对膨胀土抗剪强度影响的研究较少。本文通过带有数字图像测量系统的TFB-1型非饱和土应力应变控制式三轴仪,测定不同膨胀潜势的膨胀土在不同含水率条件下的应力应变关系,研究膨胀土的抗剪强度随膨胀潜势的变化规律,分析含水率对不同膨胀潜势膨胀土抗剪强度的影响以及膨胀土剪切带的形成和发展过程,其结果对于膨胀土强度理论发展和工程应用具有重要的意义。研究结果表明：(1)膨胀土的应力应变关系曲线、极限主应力差受初始条件(含水率、围压、膨胀潜势)的影响显著：极限主应力差与含水率负相关,与围压、膨胀潜势正相关；在低围压、低含水条件下,膨胀潜势的强弱只影响膨胀土应力应变关系曲线的位置高低,不影响应力应变曲线的形态,三种不同膨胀潜势膨胀土的应力应变曲线都有明显的峰值出现,呈应变软化型,试样发生脆性破坏；随着围压、含水率的增大,膨胀潜势的强弱不仅影响膨胀土应力应变关系曲线的位置高低,还影响应力应变关系曲线的形态,随膨胀潜势的降低,膨胀土的应力应变关系曲线由应变软化型转变为弱硬化型、硬化型,试样发生塑性破坏；当围压、含水率增大到一定值时,膨胀潜势的强弱对应力应变关系曲线的影响与低围压时一致,此时的应力应变关系曲线为硬化型。(2)非饱和膨胀土的抗剪强度与含水率大小、膨胀潜势强弱以及干湿循环次数密切相关：抗剪强度随含水率的增大而降低,粘聚力和内摩擦角随含水率的增大而减小,并且粘聚力c与含水率w指数相关,内摩擦角φ与含水率w线性相关；膨胀潜势越强,抗剪强度越大；抗剪强度随干湿循环次数的增加而衰减,并且在经过一次干湿循环后,强度降低幅度比较大,在经过二次和三次干湿循环后,降低幅度较小并逐渐趋于稳定。(3)在剪切过程中,三轴样上部区域的变形偏低；三轴样下部区域的变形偏高；三轴样中部区域的变形与整体平均变形基本一致。(4)在固结不排水三轴剪切试验中,处在低含水、低围压条件下的三轴样易形成剪切带(有单一剪切带,有多重剪切带,其出现的位置和形态没有规律可循),并且其应力应变关系曲线都为软化型。(5)利用数字图像测量及图像分析处理技术,可以全程跟踪剪切带的发育过程,根据试样各个位置的轴向应变—时间关系曲线以及试样在不同时刻的轴向应变云图比较容易确定剪切带的形成和发展过程；并且剪切带附近土体的轴向应变增长速度先慢后快,而距剪切带较远土体的轴向应变先缓慢增长,随后经历短暂平稳期,最后缓慢减小。