通过直剪试验研究了不同置换率膨胀土试样的力学剪切性能。结果表明，随着加砂量的增加，换填率增加，抗剪强度增加，粘聚力呈线性下降，内摩擦角的增大趋势增大。中粗砂主要通过改变内摩擦角来提高膨胀土的抗剪强度。内聚力与置换率的关系可用线性方程拟合，内摩擦角与置换率的关系可用一元二次多项式拟合。提出了抗剪强度、置换率和垂直压力的二元回归计算模型。通过对静力平衡条件的分析，推导出内聚力、内摩擦角与置换率之间关系的表达式，并通过直剪试验进行了验证。