随着二十一世纪我国西部大开发战略深入实施,国家能源战略地位的进一步提升,对位于西部的石油、天然气等能源基地的投入必会进一步加大。长庆气田是我国迄今发现的最大的整装式大气田,长庆石油探明储量和油气产量在中国石油天然气集团公司均排名第三位。长庆气田绝大部分区块分布在毛乌素沙漠中南部,近年来继续向中北部滚动发展,每年均投资数十亿元进行工程建设。因此对毛乌素沙漠地区的工程物理力学性质进行系研究,并形成系统理论以指导工程实践,意义十分重大。本文结合西安长庆科技工程有限责任公司联合长安大学共同进行的大型科研项目“毛乌素沙漠岩土工程及工程应用研究”,对沙漠地区油气田建设所关注的课题进行系统的研究。在开展野外调查与试验基础上,弄清了风积砂的密度及含水量情况并对毛乌素沙漠地区风积砂的颗粒组成及其规律特征进行了分析研究。采用X-衍射及偏光显微镜分析,研究了风积砂的化学组成特性及其微结构特性。在此基础上,通过毛乌素沙漠地区风积砂重型击实试验,总结研究了风积砂的击实特性和机理。通过侧限压缩实验,确定了风积砂的低压缩性质和非饱和沙漠砂在静荷载作用下的压缩特性,为沙漠地基承载力的计算和地基变形分析奠定基础试验资料。为研究毛乌素沙漠地区风积砂的强度特性进行了直剪试验及三轴剪切试验。在基础资料的支撑下,对毛乌素沙漠地区风积砂进行了工程应用性研究。通过砂浆试验和混合砂浆正交试验研究,初步确定了风积砂作为砂浆细骨料的可行性;通过对风积砂地基水坠处理方法各工况条件的研究,总结了其规律性,并对振捣密实的机理进行了深入的分析;通过对垫层配比的研究,发现通过垫层配比法可改良风积砂的物理力学性质,可达到合理利用沙漠砂的目的。