基于數字圖像相關技術的膨脹土邊坡裂隙形態演化規律分析

楊濟銘，張紅日,，陳林，徐永福

(1.廣西交科集團有限公司，廣西南寧，530007；2.上海交通大學土木工程系，上海，200240；3.廣西路建工程集團有限公司，廣西南寧，530029)

隨著交通強國重大戰略的實施，全國各地“公、水、鐵、空”大通道建設正如火如荼，交通基礎設施建設日益增多。而膨脹土在我國分布廣泛，具有典型的膨脹性和敏水性，在外部復雜干濕交替環境下，膨脹土邊坡表面往往產生規模龐大、發育明顯的裂隙網絡，為水分的浸入提供了天然優先通道，加速劣化坡體整體力學性質，孕育地質災害錯動面，導致高速公(鐵)路等交通基礎設施建設過程中滑坡、塌陷等災害屢屢發生。認識膨脹土邊坡裂隙動態發育特征，探索其擴展規律，對膨脹土等特殊巖土分布地區地質災害防治和地質環境保護具有重要意義和工程價值[1-3]。

膨脹土邊坡在復雜外源干濕交替作用下表現出裂隙性，這引起了越來越多學者的關注。在裂隙特征測定描述方面，隨著計算機技術不斷發展，直接測量法逐漸被非接觸測量法和掃描成像法取代，如蔡正銀等[4]通過三維CT 掃描重構技術測量了膨脹土裂隙形態；駱趙剛等[5]通過圖像處理技術研究了不同初始狀態下膨脹土泥漿樣表面裂隙演化與含水率間的關系；LIU 等[6]基于圖像分析處理技術，研發了裂隙圖像分析系統，較好地描述了土體裂隙形態特征。上述學者大多通過二維平面的單元試驗，采用間接換算法和掃描成像法描述了膨脹土裂隙的開展形態和演變規律，在研究膨脹土邊坡此類大尺寸對象的干濕交替作用下裂隙演變規律時具有一定局限性。

在不同干濕條件下膨脹土邊坡表面裂隙發育動態特征及描述研究方面，蔡正銀等[7]基于離心模型試驗研究了干濕凍融循環作用下膨脹土邊坡的穩定性，但受離心機尺寸限制，難以反映出降雨過程對膨脹土邊坡的沖刷影響，且對于坡體裂隙演變過程的記錄存在一定局限；DAI等[8]開展了室內膨脹土邊坡模型試驗，研究了南水北調工程中膨脹土邊坡在干濕交替作用下的裂隙性與穩定性，但其邊坡模型采用鐵質楔形箱作為填筑基底，尺寸效應較明顯；張家銘等[9-10]以安徽沿江地區膨脹土為研究對象填筑足尺邊坡模型，基于圖像處理技術在降雨-干燥循環條件下研究了膨脹土邊坡的開裂規律，但其動態研究方面側重于分析坡體內部物理力學性質，而采用圖像矢量化技術提取的裂隙形態指標較少，有待進一步研究膨脹土坡體表面裂隙的動態表征。

上述學者基于非接觸測量法和掃描成像法、采用試驗手段研究了膨脹土水平試樣及邊坡干縮開裂過程和裂隙擴張機理，但對膨脹土邊坡開裂過程中土體位移變形的量化研究及相關研究方法鮮有涉及。數字圖像相關技術(digital image correlation，DIC)因其非接觸、精度高及動態高效等優點，在巖土體變形測量方面受到越來越多學者的青睞。但采用數字圖像相關技術研究膨脹土脫濕開裂過程的研究對象大多為單向脫濕的小比尺水平單元試驗[11-12]，在干濕交替環境作用下采用數字圖像相關技術分析膨脹土邊坡脫濕裂隙形態演化規律的研究鮮有文獻報道。

本文以廣西寧明灰白色膨脹土滑塌邊坡為研究原型，以現場氣象資料為環境基礎，開展室內膨脹土邊坡模型試驗，基于數字圖像相關技術研究7次干濕交替作用下膨脹土邊坡整體脫濕裂隙動態發育規律、位移變形情況及淺層坡體物理力學響應，定量化表征裂隙擴展機理和裂隙發育特性，以便為復雜干濕交替環境下膨脹土地區邊坡裂隙形態演化規律分析、發育狀態預測及有效預警提供有效的技術支撐。

1 試驗設計

1.1 原型邊坡概況

本試驗以廣西壯族自治區寧明縣國道某線灰白色膨脹土邊坡為研究原型。由于氣候炎熱、持續暴雨及暴曬等環境因素影響，該膨脹土路基于2019年6月路面出現開裂，在持續惡劣的干濕交替環境下該路面沿裂隙下沉約20 cm；2020年3月，路面裂隙發育形成多條羽狀裂縫，路面進一步下沉，路基邊坡前緣剪出口裂隙發育明顯，膨脹土路基邊坡呈明顯的滑坡態勢，滑坡情況如圖1所示。

圖1 膨脹土邊坡現場災毀概況Fig.1 Overview of disaster damage on expansive soil slope site

1.2 室內模型邊坡填筑

室內膨脹土試驗邊坡參照原型邊坡進行設計，模型邊坡所用膨脹土取自原型邊坡，原狀膨脹土的物理力學性質參數如表1所示。模型箱長×寬×高為1.8 m×1.0 m×1.2 m，模型箱三側均采用18 mm厚鋼化玻璃封邊以觀察邊坡側面裂隙發育情況；在模型箱填筑范圍內均勻涂抹凡士林，減少邊界效應對試驗的影響；用角鋼和雨布搭建模型箱外面的雨水阻攔邊界。為防止入滲的水分在邊坡底部匯集，在模型箱底部鉆有21 個泄水孔；填筑前在模型箱底部依次鋪設夾有10 mm厚粗砂的2層不銹鋼篩網和1層土工布，排除坡底積水并避免試驗過程中膨脹土細顆粒的流失。

表1 膨脹土樣品的主要物理力學參數Table 1 Main physical and mechanical parameters of expansive soil

試驗所設計膨脹土邊坡的坡高為100 cm，分層壓實填筑，壓實度控制在95%。壓實前根據膨脹土天然密度、壓實度、每層填土尺寸計算所需填土質量后，將土樣曬干、碾碎，過孔徑為5 mm篩，反復翻曬后將土樣配至最優含水率23%。在配水過程中，用釘耙反復打散土樣并用彩條布悶制24 h。填筑前，在玻璃外部畫出坡體界線、臺階線及儀器擺放位置；在壓實過程中，采用平板液壓打夯機夯實并充分刮毛，鋼化玻璃邊界處土體采用橡膠錘進行錘實；每層土體填筑后用環刀取樣，檢測壓實度和含水率，并在試驗邊坡前緣處預留10 cm臺階，用于干濕交替過程中取樣測試膨脹土物理力學性質，填筑完成后的膨脹土邊坡模型情況如圖2所示。

試驗設計填筑的膨脹土邊坡坡面雖然本身具有一定紋理性，但由于數字圖像相關技術對于圖像序列中測量物體的紋理性有一定要求[13]，因此，為確保測量的準確性，在坡體表面均勻撒上粒徑為0.1 mm 的黑色細砂以增強土體紋理性。為消除拍照時畸變產生誤差，試驗開展前用標定板對相機進行標定，從圖中標定板圓形間距，建立圖像像素與現實距離的關系，如圖2(f)所示。

圖2 模型邊坡示意圖Fig.2 Schematic diagrams of model slope

1.3 干濕模擬裝置及儀器布設

在試驗過程中，使用西安清遠測控研發的QYJY-501降雨裝置[14]，包括降雨系統控制箱、儲水箱、抽水水泵、翻滾式雨量計、壓力控制表以及3 個互成44°夾角的不同直徑微霧降雨噴頭，可形成15.0～220.0 mm/h 的降雨強度，雨滴粒徑為1.5～6.0 mm，降雨過程中均勻度大于85%，能較好地模擬不同降雨工況下的自然降雨。

為模擬暴曬炎熱工況下膨脹土邊坡裂隙發育動態特征，在模型箱外部框架上搭設3 個波長為360～800 nm、色溫為5 600 K 的長弧氙氣燈模擬太陽光，光照強度通過調節光源與邊坡間的距離實現。

數據采集裝置及儀器布置方面具體情況如下。

1)數據采集。本次試驗實時記錄干濕交替循環試驗下膨脹土邊坡坡體含水率及基質吸力變化情況，其中，土體含水率和基質吸力的監測采用TEROS12型土壤含水率傳感器和MPS-6型基質水勢傳感器，并采用CR300 型數據采集儀以60 s 的時間間隔進行數據采集，所用儀器的具體三維布設位置和截面示意圖如圖3所示。

圖3 監測儀器布設示意圖Fig.3 Schematic diagrams of monitoring instrument layout

2)圖像采集。試驗過程中采用2臺數碼單反相機進行定時拍照，其有效像素為2 420 萬，將2 臺單反數碼相機輔以能夠定時自動拍照的快門線，分別置于邊坡正面拍攝立面圖和邊坡后緣以60 s的時間間隔拍攝膨脹土邊坡表面裂隙發育情況；此外，在模型箱頂部布設Sonny EVI-D100P 高清攝像頭實時監測邊坡整體情況。

1.4 試驗方法

在干濕交替試驗過程中，參考當地氣候資料進行氣候模擬；在降雨過程中，強度恒定設計為18.7 mm/h，在脫濕過程中設計光照強度恒定為840 W/m2，試驗歷時425 h。試驗以“光照脫濕-降雨增濕”視作1次干濕交替循環，本次試驗共計模擬干濕交替7次。由于當地降雨和日照時間不完全相等，結合試驗條件設計的干濕交替歷時情況以及隨干濕交替循環作用下裂隙整體發育概況，膨脹土邊坡模型試驗干濕替歷時間如圖4所示。

圖4 膨脹土邊坡模型試驗干濕交替歷時圖Fig.4 Dry and wet alternation ephemeral diagram for model test of expansive soil slope

1.5 DIC技術數據處理方法

數字圖像相關技術(DIC)數據處理基本原理如下：將參考圖像中的土體以網格狀劃分為數個子集，采用互相關法計算監測圖像與參考圖像之間各子集在不同時刻內載體信息(灰度特征值或紋理)變化，進一步計算土體整體運動特征[15]。膨脹土邊坡土體表面位移場和應變場對于分析裂隙動態發展規律至關重要，假設測量前后子集中心分別為A0(x0，y0)和A(x，y)，以一階函數計算子集位移與變形[16]：

在位移場計算方面，測量前后圖像子集間的匹配程度C可作為位移信息可靠性的評判標準[17]，通過下式計算：

式中：f(x0，y0)和g(x，y)分別為變形前和變形后子集內灰度；C介于0～1 之間，越接近1 代表著變形前后子集匹配相關程度越高，測量結果越準確。

基于上述數據處理原理，搭建膨脹土裂隙應變分析系統。首先，在應用分析中通過人工散斑增強分析面紋理性并采用標定板消除圖像畸變誤差；隨后，通過圖像處理技術將分析面圖像進行質量評估、灰度處理及二值圖像優化；最后，基于上述DIC 數據處理原理，通過試錯法調整子集大小(本試驗設定為72×72 像素)，以匹配程度C作可靠性依據，獲取膨脹土邊坡分析面位移場、應變場及裂隙發育特征。

2 膨脹土邊坡裂隙發育演變過程

2.1 裂隙發育幾何特征

膨脹土邊坡干濕交替試驗過程中，膨脹土邊坡表面整體裂隙發育情況如圖5所示。圖5中1～5為正攝圖主裂隙序號；a～d 為后緣主裂隙序號；A～D 為正攝土體主裂隙交錯分割成的塊體序號；Ⅰ～Ⅳ為后緣土體主裂隙交錯分割成的塊體序號。隨著干濕交替試驗的進行，膨脹土邊坡在脫濕過程中裂隙的發育形態存在遞進式變化，從圖5(b)～(f)可見：膨脹土邊坡脫濕過程中裂隙發育由主裂隙開始；隨著干濕交替試驗的進行，主裂隙進一步發育并開始相互交聯，在這個過程中，次級裂隙逐漸發育并與主裂隙銜接形成錯綜復雜的網絡。觀察圖5中裂隙發育幾何特征可以發現：膨脹土邊坡在干濕循環作用下發育的裂隙具有較高相似性與重復性[18]，體現在既有發育主裂隙在數次干濕交替循環作用下，經歷反復吸濕膨脹-脫濕收縮后，其長度和寬度不斷增長，與其銜接的裂隙網絡不斷發育，但主裂隙形態不會產生較大變化。

由圖5可見：膨脹土邊坡裂隙發育形態在第5次干濕循環試驗前后存在明顯的差異，即第1～4次干濕循環作用下脫濕過程中裂隙網絡形態逐漸變化，裂隙網絡的呈主裂隙逐漸延展，次級裂隙以“T”和“Y”形銜接狀。在第5次干濕交替循環作用后，數條主裂隙逐漸銜接交錯，次級裂隙數量迅速增多，膨脹土邊坡表面被裂隙分割為數個多邊形塊體，裂隙網絡發育成形，并且裂隙網絡骨架形態穩定，不會隨干濕循環次數進一步增加而產生較大變化，形態特征呈穩定趨勢。

結合圖5所示的膨脹土邊坡裂隙發育幾何特征及膨脹土特性可知：干濕交替循環作用下，膨脹土邊坡經歷了數次吸濕膨脹-脫濕收縮的過程，而膨脹土的膨脹-收縮變形存在可逆和不可逆部分，其可逆部分來自于土體結構未破壞前的土體顆粒間體積變化和黏聚力的雙重作用，而在土體變形超出其骨架結構能承受的范圍時，其整體結構就會重新分布，此時超出可受范圍內的變形就屬于不可逆變形。不可逆變形范圍與干濕交替的次數有關[19]，在此反復脹縮變形及降雨加濕作用影響下，膨脹土的土體結構逐漸損傷，整體黏結性和基質拉力降低，在干濕交替作用到一定程度后難以保持完整性并被進一步分割，如圖5(f)所示膨脹土邊坡在第5次干濕交替循環作用后在脫濕作用下發育完整的裂隙網絡。

圖5 不同脫濕階段膨脹土邊坡正攝及后緣裂隙發育情況Fig.5 Forward view of expansive soil slope at different dehumidification stages and development map of trailing edge cracks

2.2 裂隙網絡收縮中心

為探究膨脹土邊坡干濕循環交替過程中裂隙網絡的形成過程及整體動態響應，以每1次干濕交替試驗降雨結束后脫濕前的圖像作為參考圖像，采用數字圖像相關技術及圖像分析技術，對干濕交替過程中膨脹土邊坡后緣7次脫濕裂隙發育圖像進行分析，獲取了邊坡后緣裂隙發育骨架、裂隙網絡面積及土體位移矢量，如圖6所示。

從圖6可見：在第1次脫濕結束后膨脹土坡頂后緣出現3個明顯的收縮中心，收縮中心在干濕交替作用下位置發生偏移且數量不斷增加，其數量在第5～7次脫濕結束遞分別增至87，100和103個，呈現快速增長和逐漸穩定趨勢。這是由于坡體表面水分存在差異蒸發速度，水分在不同區域的喪失量存在梯度差，蒸發速度快的土體處于非飽和狀態，在基質拉力及黏土顆粒間黏聚力作用下出現以相對高含水率土體為收縮中心的“拉攏”作用，導致土塊體積出現差異收縮，促使收縮在拉應力方向不均勻，當拉應力超出土體抗拉強度后產生裂隙，裂隙間銜接方式由“T”形逐漸向“Y”形、弧形演變[20]。既有裂隙土體干濕交替下反復脹縮，體骨架結構積累塑性損傷，坡面土體整體黏聚力下降，在進一步干燥脫濕作用下收縮中心發生偏移，數量增加。

圖6 不同干濕交替作用下膨脹土邊坡后緣裂隙網絡演化特征Fig.6 Characteristics of crack evolution at trailing edge of expensive soil slopes under different alternating wet and dry effects

在第1 次脫濕結束后，圖6(b)中橢圓標記a 范圍內未產生裂隙，而圖6(b)中橢圓標記a范圍中土體位移矢量呈相向運動，在第2次脫濕結束后橢圓標記a范圍內產生裂隙，裂隙發育形態與土體位移矢量呈現出較好的一致性。類似的預測現象在第3～4 次脫濕過程中橢圓標記b 內亦可以看到。因此，通過數字圖像相關技術和圖像分析技術對膨脹土邊坡裂隙圖像進行深度學習和分析，可以對裂隙的發育情況進行初步判斷和預測[21]。

3 膨脹土邊坡裂隙發育變形特征

圖7所示為基于數字圖像相關技術對干濕交替下脫濕裂隙圖像序列進行變形特征分析后得到的位移場。從圖7可見：在第1次脫濕裂隙發育時(圖7(a))，土體位移較小，運動軌跡較對稱，在土體位移較大且運動方向相向位置處發育有1～2號主裂隙(見圖5(b))，體現了明顯的異向收縮行為；在第3～5 次脫濕時(圖7(b～c))，土體位移集中分布于坡面與后緣銜接處(3和4號主裂隙)，并且在第5次脫濕階段土體位移達到峰值，最大位移達12.7 mm，裂隙發育處于快速發展階段；在第7次脫濕時((圖7(d))，土體位移顯著減小，呈明顯的塊狀網格化分布，此時，裂隙發育進入穩定發展階段。

圖7 膨脹土邊坡不同脫濕階段位移場Fig.7 Displacement fields of different de-wetting stages of expansive soil slopes

圖8和圖9所示為基于數字圖像相關技術對干濕交替下脫濕裂隙圖像序列進行變形特征分析后得到的應變場及剪切應變場。由圖8(a)可見：第1次脫濕結束后，應變場中出現了1號和2號拉應力集中帶。對比圖5中裂隙發育情況可知，拉應力集中帶是裂隙所處位置。由應力場變化可見：裂隙在發育過程中新生裂隙會向既有裂隙臨空位置發展，這是高度集中的拉應力釋放所致，在土體被“撕開”后，拉應力在裂隙尖端匯集并向既有裂隙臨空區域處轉移，在干濕交替循環次數較少時裂隙多以“T”狀銜接[22]。

從圖8(c)中4～6號弧形標記中可見拉應力的分布并不完全與既有裂隙垂直，存在一定偏轉現象，結合圖9剪切應力場可見：在膨脹土邊坡表面裂隙網絡呈“Y”形和弧形等非垂直銜接狀態時，該銜接處基本分布有較明顯的剪切應力，如圖9(c)中第5次脫濕時，坡面與后緣銜接處分布有較大的剪切應變，最大達14.4%，該處3 號和4 號主裂隙呈“Y”形銜接(圖5(f))，由于剪應力的影響而使得裂隙銜接方式產生變化，因此，裂隙網絡的銜接方式在拉應力、壓應力及剪切應力多方作用下呈現出不同角度的各向異性銜接形式，進而演變出由“T”和“Y”及弧形銜接而成的多邊形裂隙網絡。

圖8 膨脹土邊坡不同脫濕階段應變場Fig.8 Strain fields in different de-wetting stages of expansive soil slopes

圖9 膨脹土邊坡不同脫濕階段剪切應變場Fig.9 Shear strain fields in different de-wetting stages of expansive soil slopes

綜合上述研究可知，膨脹土邊坡在光照脫濕過程中土體顆粒間水分蒸發，土顆粒體積減小，土體基質吸力逐漸增大，土體進氣值增大，在黏聚力和基質拉力作用下土顆粒開始朝著收縮中心運動；當膨脹土含水率降低至一定程度時，土體孔隙不斷增大，基質吸力隨之迅速增大，顆粒間的收縮應力大于土體抗拉強度，裂隙產生；在持續的脫濕過程中，當收縮中心呈空間對稱時，收縮應力方向相反，在裂隙產生后應力重新分布至尖端處朝著既有裂隙的臨空面發展，裂隙銜接呈垂直“T”狀；隨著干濕交替循環試驗的進行，收縮中心的位置和數量會發生較大變化，整體呈現出明顯的空間各異性，不同方向的收縮應力導致土體的運動方向產生偏差進而產生剪切應力，裂隙的交點銜接形態逐漸演化為“Y”形、弧形。在裂隙產生后，水分的浸入和蒸失交替迅速且頻繁，導致裂隙土體結構損傷積累，力學性質劣化，塊狀裂隙網絡逐漸形成。裂隙開裂機制示意圖如圖10所示。

圖10 膨脹土邊坡脫濕開裂機制示意圖Fig.10 Schematic diagram of dehumidification cracking mechanism of expansive soil slope

4 干濕交替作用下含水率及基質吸力變化

基于埋設于膨脹土邊坡內部5 個不同深度(距離坡頂分別為15.0，27.0，39.3，63.6 和83 cm)斷面的含水率、基質吸力探頭所采集的數據，結合7次干濕交替作用下裂隙開展情況綜合分析，以期探究膨脹土邊坡在干濕交替作用裂隙發育情況下淺層坡體物理力學性質變化。

4.1 含水率變化

圖11所示為7次干濕交替下膨脹土邊坡5個不同深度斷面下含水率變化情況。從圖11可見：在第1 和第2 次干濕交替過程中含水率變化幅度接近，以第1層斷面為例，在干燥后斷面含水率降至19.5%附近，相較于初始狀態(23%)變化幅度不大，表面裂隙發育數量不多；在隨后第3～7次干濕交替過程中，膨脹土邊坡整體含水率變化規律接近，呈現拋物線形式，變化幅度從第1 層向下逐層遞減，干燥脫濕后坡體整體含水率逐漸減小。以第1層斷面為例，在第5～7 次脫濕后，含水率約為17.2%，此時，裂隙網絡逐漸發育成形并且形態趨于穩定。

由圖11可見：淺層坡體含水率在“脫濕-降雨”作用下變化規律由非對稱逐漸向對稱分布轉變，這是因為在裂隙發育初始階段，既有裂隙在降雨吸濕后閉合，水分難以入滲至坡體中，而干燥脫濕時坡體表面水分快速蒸失，導致含水率變化幅度較大；在持續干濕交替作用下，裂隙發育程度逐漸提高，當裂隙發育進入快速發展及穩定階段時，土體開裂超出吸濕可恢復范疇，在吸濕后裂隙難以完全閉合，給水分的浸入提供殘余通道[23]，同時，熱量和空氣都隨該通道進入淺層坡體內部，加速水分蒸失，因此，在此階段，降雨吸濕含水率變化幅度與干燥脫濕含水率變化幅度相當，呈現出近似對稱分布。

圖11 干濕交替作用下膨脹土邊坡不同深度含水率變化Fig.11 Changes of water ratio in different depths of expansive soil slope under dry-wet alternation

4.2 基質吸力變化

圖12所示為7次干濕交替下膨脹土邊坡5個不同深度斷面下基質吸力變化。從圖11和圖12可見：在干燥脫濕階段和降雨吸濕階段，各斷面土體基質吸力變化規律均與含水率的變化呈正相關關系；在第1次及第2次干濕交替階段，坡體表面裂隙發育程度低，淺層坡體含水率較高，基質吸力沿深度方向變化幅度不大；當第3次干濕交替試驗結束后，淺層坡體含水率逐漸降低，裂隙逐漸發育，水分更易滲入及蒸發，在此階段相較于其他斷面，第1層斷面基質吸力變化幅度突增；在隨后的第4～7次干濕交替試驗中，裂隙朝深度方向逐漸延展，在干燥脫濕時土體進氣值快速增大，基質吸力隨之增大，而在降雨時，水分沿裂隙快速入滲，基質吸力沿隨之減小，在干濕交替作用下，基質吸力變化幅度增大。

從圖12可見：在第5 次干濕交替后，隨著干濕交替次數增加，基質吸力變化幅度趨于平穩，在第7次干濕交替時增幅達到峰值，此時膨脹土邊坡坡腳前緣處模型箱底部孔洞中有雨水滲出。可見，在干濕循環作用下，裂隙網絡的發育破壞了坡體完整性，為水分提供了優先入滲通道，降低了膨脹土邊坡整體安全性。

圖12 干濕交替作用下膨脹土邊坡不同深度基質吸力變化Fig.12 Change of matrix suction at different depths of expansive soil slope under dry-wet alternation

5 結論

1)人工制作散斑和標定板標定數碼相機可以提高數字圖像相關技術捕捉膨脹土邊坡紋理特征的效率，基于此可高效、準確、直觀地通過位移和應變場量化表征膨脹土邊坡裂隙脫濕動態發育全過程。

2)在干濕交替作用下，膨脹土邊坡主裂隙發育具有較高重復性，而次級裂隙發育位置和銜接情況會隨著干濕交替進行會發生變化，這與干濕交替作用的次數相關。

3)在脫濕開裂過程中，膨脹土邊坡坡體表面由于水分蒸發速率不同而產生多個收縮中心，在裂隙網絡形成過程中受膨脹土反復脹縮、雨水沖刷和重力綜合作用，其數量會增多，位置會偏移。

4)在干燥條件下，膨脹土邊坡土顆粒體積縮小和基質拉力作用促使裂隙產生，此時，集中的拉應力會轉移至裂隙尖端，朝著既有裂隙發展，呈“T”形銜接；由于收縮中心分布不對稱，在不均勻收縮過程中產生的剪應力會導致裂隙發育方向產生偏轉，裂隙網絡銜接交點形態由“T”形向“Y”形和弧形轉變。

5)膨脹土邊坡表面發育形成的裂隙網絡給水分提供了優先浸入通道，水分在表面和裂隙深處土體匯集、蒸發頻繁交替，促使土體力學性質劣化，裂隙不斷朝深部和坡面發展，坡體穩定性下降。