膨胀土在我国的分布范围很广,如云南、贵州、广西、安徽等地均有不同范围的分布。膨胀土地区高铁的建设不仅要解决由地基的累积变形引起的路基沉降问题,更要解决由地基膨胀变形引起的轨道结构损伤及线路平顺性问题。为了更好的理解非饱和膨胀土的工程特性,本文针对膨胀土胀缩特性和多裂隙性,在全吸力范围内,进行原状膨胀土的裂隙特征和土-水特征曲线(Soil-Water Characteristic Curves)及其孔隙分布的研究。本文通过CT扫描试验、压汞试验(MIP)和扫描电镜(SEM)微观试验、SWCCs测试等一系列试验对弥勒地区原状膨胀土进行研究。基于SWCCs测试结果进行经典土水特征模型拟合对比分析;结合二维和三维图像分析技术对不同深度试样的裂隙发育进行评价;利用MIP测试结果进行SWCCs曲线预测。主要结论如下:(1)针对四个钻孔的弥勒地区原状土样,86%的土样的最大裂隙面积占比的高度处在距离端点23.5%-41.1%范围内。随着土样深度的加深,四个钻孔的最大裂隙面积占比变化范围与裂隙宽度变化范围增大,说明深处土样的裂隙更加不均匀。并且在三维空间中,裂隙体积与裂隙连通性整体表现出随着土样深度的加深而变小的趋势。而土样吸力越大,最大裂隙面积占比与裂隙率越大,连通性则会随之减小。(2)Fredlund&Xing模型对弥勒地区膨胀土和MI黏土具有更好的拟合效果,Van Genuchten模型对ML,RB,MA三种黏土的拟合效果更好。(3)弥勒膨胀土不同干湿路径的压汞结果从微观的角度解释了土-水相互作用。弥勒地区膨胀土的孔隙分布特性与MA黏土的压汞曲线形态相似,同为双峰型,孔隙分布特征与土-水特征曲线具有良好的对应性,压汞法预测的进气值远小于作图法,但具有具体的物理意义。原状膨胀土宏、微观孔隙的分界值0.3um,重塑后土的宏观孔隙增加,微观孔隙减小。相较于经典模型,考虑微观结构变化的土-水特征预测模型对ML黏土的拟合效果最佳。