随着我国基础建设的不断发展,西北地区的大规模工程建设发展迅速,深基坑越来越多,如何处理开挖出的大量土方不仅涉及到当地环境保护问题,也直接影响工程造价。兰州地铁1号线多个地铁站施工时开挖出大量红砂岩,如果对其适当处理后用作回填料,就会产生良好的经济和环境效益。依托兰州地铁1号线东方红广场站项目,以兰州地区红砂岩为研究对象,通过大量室内外试验和数值模拟等手段,研究了该地区原状红砂岩以及改良后红砂岩重塑土的物理力学性质,并分析了不同改良剂对其物理力学性质的影响,主要工作和结论如下:(1)首先通过颗粒分析试验探究原状红砂岩的级配情况,其次对该红砂岩进行电镜扫描试验,分析其微观结构和元素构成,接着通过直剪试验和固结试验确定原状红砂岩的黏聚力、内摩擦角和压缩模量。试验结果表明兰州地区红砂岩的物理力学参数与经验值有较大的差别。(2)对添加单一改良剂后的红砂岩重塑土进行击实试验,确定不同改良剂下红砂岩重塑样的最大干密度,并对最大干密度下的红砂岩重塑土进行直剪和固结试验,将改良后的重塑样试验结果和原状样进行对比。结果表明添加单一改良剂后的红砂岩重塑土其物理力学性质有了一定的提高。(3)以黏聚力和内摩擦角为评价指标,对添加了多种改良剂的红砂岩重塑土进行正交试验,确定其最佳配合比,并根据试验结果分析不同改良剂对红砂岩重塑土的抗剪强度参数的影响。试验结果表明水泥大幅度地提高了重塑样的压缩模量和黏聚力,黄土对内摩擦角也有一定程度的提高。(4)通过对最佳配合比下红砂岩重塑土进行的直剪和固结试验表明其物理力学性质有了较大的改善,同时对重塑样进行的浸水后试验结果表明其水稳定性较好,说明黄土并未对浸水后的重塑样造成明显影响。(5)通过PFC软件分别对原状红砂岩和最佳配合比下的红砂岩重塑土进行直剪和固结试验模拟。结果表明黄土和水泥在提高红砂岩重塑土抗剪强度的基础上,对红砂岩的破坏形态也有较大的影响,并且大幅度的提高了红砂岩的压缩模量,使其抵抗变形的能力也得到提高。