3.2 压实机理的论点
3.2.1 内摩擦减小学说（或称振动冲击学说）
由于振动作用，使得被压缩材料的内部摩擦力急剧减小，剪切强度降低，抗压阻力变小，因而在重力作用下材料易于被压实。试验证明，振动可使粗粒的抗剪强度减少到几十分之一；土石混合料的内摩擦力也能减少到原来的20%以下[8-9]。
3.2.2 共振学说
当激振频率与被压实材料的固有频率一致时，引起被压实材料的共振，使其内摩擦力急剧减小，此时振动压实最为有效。实践证明共振压实效果是显著的，说明了这一理论的正确性。然而，由于被压实材料的固有频率是变化的，随密实度的改变而不同，要求激振频率和被压实材料的固有频率始终保持完全一致比较困难。尽管如此，利用共振现象对土体进行压实的效果是比较好的[8-9]。
3.2.3 反复荷载学说
该理论认为，土体材料由于振动而产生周期性冲击压缩运动，在这种反复冲击压缩作用下，土体达到振动压实的效果。这个理论观点在低频范围内具有一定的现实性，而在高频范围内（共振频率达到1000Hz以上）并无充足的理论根据，因为振动作用的效果要远远超过反复荷载的效果[8-9]。
另外，尚有其他理论，比如交变剪应变学说等。这些学说从不同的侧面揭示了振动引起材料压实的诸多原因。
3.2.4 陈忠达、张登良等研究者的分析和观点
长安大学陈忠达、张登良等研究者结合新疆塔克拉玛干沙漠公路和古尔班通古特沙漠公路，对风积沙工程性质进行了大量试验和研究，并对风积沙的振动压实机理进行了探讨，提出了自己的认识和观点[4-5]。简述如下。
1．土的压实
土的压实是通过碾压、冲压等外力手段，克服土颗粒间的黏聚力和内摩擦力，将空气和水分挤出，使土颗粒间相互位移靠拢，从而提高土的密度。对于风积沙来说，由于干燥松散，粉粒与黏粒含量很少，黏聚力近似为零。因此，对风积沙地基施加的压实力只是用于克服其土颗粒间的内摩擦力。
2．风积沙干压实原理
与其他常规土质不同的是，风积沙的击实曲线普遍具有“双峰值”，即在最小含水率（一般在天然含水率0.5%～1.5%之间）和最优含水率时，均可得到最大干密度。在最小含水率时能够得到最大干密度的特征，是风积沙一个重要压实特点，为风积沙干压实提供了可能。从压实机具条件，目前工程中普遍应用的有静力压路机和振动压路机，而振荡压路机国内尚处于研发阶段，未投入使用。因此对天然含水率风积沙的压实工艺也有静力干压实和振动干压实。
（1）静力干压实。
静力压路机是利用压路机自身的静荷载对材料产生剪应力，当剪应力接近或大于被压实材料的最大剪切强度时，材料产生塑性变形，迫使土颗粒相互靠近，并移动到更稳定的位置。
针对风积沙这种材料，一方面，静力干压实受材料性质的限制较大，对级配较差的风积沙（不均匀系数Cu约为1.4）很难使其颗粒相互嵌挤到最佳位置；另一方面，静碾压力主要集中在表层，其影响随着深度增加而不断减弱，有效压实深度较浅。此外，静力压路机工作效率也较低。
（2）振动压实。
振动压实是通过振动压实机械的往复作用，给被压材料连续的冲击力，导致被压材料颗粒被迫振动。如此，一方面对材料施加了冲击力，可使材料颗粒间的内摩擦力减小，使被压实材料颗粒易于移动；另一方面使颗粒本身产生惯性力来消除颗粒间的黏聚力和内摩擦力，使颗粒重新排列组合，相互嵌挤，达到最佳密实状态。因此，振动压实理论可简单地解释为：通过振动压路机振动轮的诱发力，使被压实材料中的颗粒产生共振，而共振减少了材料颗粒之间的内摩擦力，从而使颗粒移动到密实、稳定的状态。
对于风积沙来说，一是因其黏聚力基本为零，振动时易使颗粒处于运动状态，所需的惯性力也较小，从而使得振动压力波能够到达较大的深度，获得较大的有效压实深度和较好的压实效果；二是从振动原理，当振动压路机的振动频率接近风积沙的自振频率时，其颗粒的被迫振幅将增大，同时内摩擦力降低，可以获得良好压实效果。
3．振动压实动态力学分析
在振动压实过程中，振动压路机振动轮对铺层每冲击一次，被压材料中就产生一个冲击波，这个冲击波在材料内沿着纵深方向扩散和传播，由此而产生波动效应和惯性效应两种基本动态力学形态。
（1）波动效应。
在振动荷载作用下，其所施加的外力随时间作周期性或非周期性变化，使材料颗粒受到扰动而脱离原来的平衡位置振动起来，同时它将受到周围颗粒施加给它的回复力，这种颗粒之间的回复力是一种弹性力。在表层颗粒受到周围颗粒的弹性力作用而振动起来的同时，根据力作用的相互性，它也将对周围颗粒提供弹性力的反作用力，使它们离开平衡位置，从而带动周围的颗粒振动起来。这样，振动便以一定的速度由近及远地传播，形成波动。
（2）惯性效应。
风积沙材料是固体、气体和液体的混合体，严格地说不是单纯的理想固体，所以振动波在材料中的实际传播规律十分复杂，因此除考虑波动效应外，还应考虑到惯性效应。
当振动压路机以一定的频率对被压实材料施加作用时，被压实材料就会出现共振，被压实材料的颗粒以相同的频率开始振动。对每个颗粒来说，由于受到振动外力作用，其受力并不处于平衡状态，而是有微小的运动。这些微小的运动由于颗粒本身存在质量便产生惯性力，惯性力与被压实材料颗粒的质量成正比。材料在被迫振动后，由于各颗粒的质量和所处的位置不同，因而各自的惯性力也就不同。如果惯性力超过颗粒间的内摩擦力或黏聚力时，颗粒就要相对移动，重新调整其相对位差，填充其间孔隙，从而使被压材料达到密实。
3.2.5 李志勇、曹源文等研究者的观点和分析
同济大学李志勇、重庆交通大学曹源文等研究者通过对毛乌素沙地风积沙压实特征的试验，对风积沙的压实机理进行了比较详细的研究和分析，提出了自己的观点和认识[6]。简述如下。
1．土的压实
风积沙压实是指风积沙颗粒间的孔隙达到最小，从而得到较大的干密度。要使颗粒间孔隙达到最小，一是小颗粒要充填于大颗粒的孔隙中间，这方面受到风积沙内摩擦力影响；二是颗粒间的孔隙达到最小，这方面则受到其内部黏结力影响。
2．压实功
通过重型击实功和振动压实功的试验和对比结果可以看出，振动压实功虽然远小于重型击实功，但振动压实可以得到更大的风积沙干密度，说明压实功的大小并非风积沙是否压实的唯一决定因素。因此，就需要研究风积沙颗粒在不同压实方法下的运动规律。
3．风积沙颗粒运动规律
在试验过程中发现，干沙在振动台加速度大于2g，湿沙在振动台加速度大于4g时，颗粒会形成翻动，实现颗粒间的重新排列；并且随着加速度的增大，翻动的幅度和范围都会加大。风积沙的这种翻动实现了颗粒大范围的重新排列，且翻动时风积沙颗粒总是朝着有孔隙的位置移动，因而粒径较小的颗粒得以填充到粒径较大颗粒间的孔隙中间。在振动的同时，若有配重置于风积沙土体上，不但能产生一定的表面静压力，而且在振动过程中会对风积沙土体形成冲击，对风积沙做功，使沙颗粒进一步靠近，孔隙逐步减小，土体变得密实。
和振动压实不同，重型标准击实是利用瞬间冲击作用对风积沙试样做功，但对颗粒重新排列的作用很小，其主要作用是使颗粒互相靠近。显然，振动压实对风积沙试样的双重作用要优于重型击实，得到的干密度值比重型击实更大。
4．双峰值的形成机理
总体来说，风积沙压实曲线形成“双峰值”主要和其内部的含水率有关。
当风积沙处于干燥状态时，一方面，风积沙土体非常松散，黏聚力几乎为零，此时需要克服的主要是内摩擦力；击锤或配重落到土体上时，颗粒产生跳跃式位移，朝着孔隙位置移动，从而使颗粒得到重新排列，逐渐趋于密实。另一方面，风积沙颗粒表面含有被吸附的薄膜；由于薄膜的存在，真正的颗粒接触只可能在部分接触面上发生；而薄膜物质的内摩擦角相对于风积沙颗粒的内摩擦角要小，使得干沙颗粒之间的内摩擦力相对较小，在冲击荷载作用下易于相对移动、嵌挤和填充，所以风积沙在干燥状态下可以得到较大干密度。
当风积沙中含水率增加但却较低时，一方面，水破坏了天然状态下干燥颗粒表面吸附薄膜的润滑作用，造成其内摩擦力增大；同时毛管水产生的毛管压力也能阻止颗粒间的位移。另一方面，颗粒间形成的结合水不同于自由水，具有一定的黏滞性、弹性和抗剪性；含水率较小时，水膜很薄，因而其黏结作用很强，从而增大了黏聚力。这两方面因素的作用和影响导致了风积沙不易被压实，因此，风积沙从干燥状态到含水率较小时，压实干密度急剧下降。
随着含水率的继续增大，结合水膜逐渐变厚，水在颗粒间的润滑作用逐渐增加，使得土的内摩擦力逐渐减小；同时，含水率的增加使更多的土颗粒间有了毛管作用，由毛管压力产生的表面张力逐渐变大。因此，此时干密度值虽有所增长，但非常缓慢，有时甚至出现波动。随着含水率的进一步提高，结合水膜的黏结力持续下降，毛管作用进一步增强；一旦当重力水出现时，风积沙土体中的空气消失，毛管作用急剧减小，颗粒间的黏结力迅速下降，干密度很快提高，且在最优含水率时达到最大值。
在干密度峰值过后，随着含水率继续加大，虽然风积沙的内摩擦力和黏结力继续减小，但单位体积内空气体积已减到最小限度，而水的体积却在不断增加，由于水是不可压缩的，因此在同样的压实功作用下，风积沙的干密度值反而减小。
3.2.6 袁玉卿、王选仓等研究者的分析和观点
据长安大学袁玉卿、王选仓等研究者的资料成果，通过对乌兰布和沙漠风积沙试样进行重型标准击实试验，结果表明重型标准击实试验得到的风积沙击实曲线呈横S形，干密度随含水率变化有两个相对较大的值，与常规工程土体材料的击实曲线不同。分析认为[7]：
当风积沙处于干燥状态时，非常松散，黏聚力几乎为零，此时击实主要克服内摩擦力，所以容易达到天然状态下的最大干密度。随着含水率的增加，水对风积沙颗粒成分中石英类矿物产生了非润滑效应。含水率较小时，水膜很薄，其黏滞性很强，从而增大了黏聚力，这导致风积沙试样不易压实，干密度急剧下降达到最小值。
随含水率增大，结合水膜逐渐变厚，水的黏滞性减小，润滑作用增加，使得风积沙的内摩擦力逐渐减小，干密度提高，在最优含水率时得到最大值。超过最优含水率后，随着含水率继续加大，风积沙的内摩擦力和黏聚力继续减小，水的体积却在不断增加，由于水是不可压缩的，因此在同样压实功作用下，风积沙的干密度值反而减小。
3.2.7 张展弢、龚海科等研究者的分析和观点
据来自长安大学张展弢、陕西公路交通工程监理咨询有限公司龚海科等研究者的资料，通过对浑善达克沙地风积沙工程性质的大量试验和研究分析，认为[2]：
振动作用在风积沙内产生振动冲击，使其颗粒由初始的静止状态过渡到运动状态，颗粒之间的摩擦力也由初始的静摩擦状态进入动摩擦状态。
风积沙在一定含水率情况下，特别是含水率接近最优含水率时，材料中水分的离析作用，使材料颗粒的外层包围一层水膜，形成了颗粒运动的润滑剂，假黏聚力消失，为颗粒的运动提供了十分有利的条件，容易使其振动密实。
当含水率较低时，颗粒周围的水分子数量不足以在其颗粒外层包围一层水膜；因毛管作用产生吸力，颗粒间假黏聚力发挥作用，妨碍颗粒间的相互错动和填塞孔隙，因此不易压实。
当风积沙在完全干燥状态下时，颗粒间不存在假黏聚力，其颗粒在振动荷载作用下容易产生位移而重新排列。
由此可见，在用风积沙填筑材料时，干燥状态和含水情况下都可以得到较大密实度，这是其他常规土类材料所不具备的一种特点。
3.2.8 李昌柱、李东辰等研究者的分析和观点
据中油工程设计有限责任公司华北分公司的李昌柱、李东辰等研究者的资料，通过西气东输工程施工道路的研究成果，认为：风积沙路基干压振动压实是指通过碾压冲击等外力手段，克服风积沙颗粒间的黏聚力和摩擦力，将风积沙中的气体挤出，使固体颗粒相互移动靠拢，从而提高密实程度。在振动压实过程中，振动压路机产生的压力作用包括碾重静压和振动力两种，其中振动力以压力波的方式向风积沙土体内传递，并能达到较大的深度。在振动作用下，颗粒间的摩擦力急剧降低，并在静压作用下产生移动并充填孔隙，从而达到密实效果。采用高振幅、大吨位的振动压路机，压实影响深度可达150cm左右[10]。