结合新疆克拉玛依风城油砂开采工业化试验项目,开展了油砂矿物成分X射线衍射、颗粒分布测试、SEM扫描和CT扫描等细观试验,获得了油砂细观物理力学性质;开展了一系列的油砂三轴剪切试验研究,获得了不同围压下油砂的应力-应变关系和体变变化特征等岩土力学性质。通过研究发现:1风城油砂成分较为复杂,普遍含有夹层,且厚度不均匀,油砂粒径一般小于1.0mm,92%颗粒粒径小于0.3mm;2风城油砂组成以沥青、石英、地开石、云母和蒙脱石为主;3三轴剪切试验中风城油砂表现出中密砂性质,其强度随围压增加而增加,三轴剪切过程中可表现出体积剪缩或剪胀性质;4细观角度分析,影响风城油砂强度的主要因素有沥青黏滞性、气体-沥青-水-矿物表面张力和黏土矿物的胶结作用等。研究成果为风城油砂的工业化试验提供了重要依据,并可为我国油砂资源开发提供借鉴和参考。