膨脹土是指具有吸水后顯著膨脹、失水后顯著收縮特性的高液限粘土。膨脹土的礦物成分主要是蒙脫石和伊利石,具有吸水膨脹、失水收縮開裂且反復脹縮變形等特殊性質。膨脹土的膨脹潛能很大，這與它含水量的大小及變化有關。含水量的輕微變化，足以引起對建筑物的有害膨脹。
       當?shù)氐霓r(nóng)諺把膨脹土描述為：晴天一把刀，雨天一團糟。因此，在膨脹土地區(qū)修建渠道是十分困難的。
       中線工程有近三分之一的渠道穿越膨脹土地區(qū)。在工程論證初期，勘察、科研單位就開始針對丹江口、引丹灌渠和南陽等地區(qū)的膨脹土開展了廣泛的研究工作，通過對膨脹土的物理化學分析，以及力學性質研究，初步建立膨脹土研究和分析方法，并制訂相應的試驗規(guī)范。此外，在河南省南陽市、新鄉(xiāng)市、湖北省棗陽市等地相繼開展膨脹土渠道的現(xiàn)場試驗研究，積累大量的膨脹土的基本資料、試驗數(shù)據(jù)和國內外的膨脹土處理經(jīng)驗，初步掌握膨脹土的分布特征與基本性質，在膨脹土的試驗技術、分析理論等方面取得初步的成果，為進一步研究膨脹土邊坡處理技術打下了一定的基礎。“十一五”和“十二五”期間，科技部和國務院南水北調辦組織國內勘察、科研、設計、大專院校以及工程管理單位，組成聯(lián)合攻關課題組，從研究膨脹土的基本工程特性和破壞機理出發(fā)，先后在南陽和新鄉(xiāng)建設了兩個現(xiàn)場試驗基地，開展了大規(guī)模的現(xiàn)場試驗和處理措施研究工作。工程設計針對膨脹土不同性狀，采用水泥改性土置換、適當設置抗滑樁、放緩設計邊坡、加強排水、降低地下水位等綜合工程措施，解決膨脹土施工問題。
       為強化環(huán)境因素對邊坡穩(wěn)定的影響，研究人員采用大型噴灑設施模擬大范圍的大氣降雨，并根據(jù)當?shù)氐挠炅?、雨型特征，進行人工降雨試驗，通過預先埋設在邊坡土層中的各種儀器設備，觀測降雨期間土坡內部的變形、含水量等觀測數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，取得了大量寶貴的第一手觀測試驗資料，為邊坡破壞機理和處理效果分析奠定了基礎。此外，為研究不同處理措施的施工工藝和施工質量控制方法，在現(xiàn)場進行了大型碾壓試驗，對設計擬采用的處理方案進行了施工技術研究，攻克了諸如水泥改性土摻拌、土工格柵碾壓等施工技術難關。