红黏土作为一种自然资源,在岩土工程中占据极其重要的地位,是一种特有的工业和环境材料。因其水化膨胀和强度劣化对公路、建筑物、桥梁、大坝等至关重要,常常引发严重的工程问题。本文的研究对象为贵阳红黏土,通过试验确定主要黏土矿物成分为伊利石,进一步研究其微观层面为宏观层面提供理论指导。随着计算机技术的稳步发展,模拟已逐渐发展成为实验与理论之外的一种研究手段。我们借助分子动力学模拟技术从微观层面对水分子与黏土矿物相互作用进行了研究,分析对红黏土的强度劣化方面的影响。基于分子动力学基本理论,运用Materials Studio软件构建了2a×2b×1c的伊利石模型,向其层间添加不同水分子（1、2、3、4、5和6个）并进行了分子动力学模拟计算。计算结果表明:随着水分子的增加,水分子与黏土矿物之间的相互作用在不断增强,其中范德华相互作用能贡献最多;结构的初始体系压力随着水分子的增加而增大,随着模拟时间的增加,体系压力逐渐减小至0,达到一个新的平衡状态;结构层间水分子增加,水分子与层间阳离子能更轻易的进入黏土矿物晶层,水分子能更加迅速的与黏土矿物发生作用,导致黏土矿物的水化能力增强;结合径向分布函数可以揭示水分子与黏土矿物之间的相互作用,能进一步阐释水分子对黏土矿物的作用源于层间阳离子对氢氧原子的吸附作用,说明钾对氢的作用强于对氧的作用,层间钾更容易吸附于在氢原子的周围。同理,构建了4a×2b×1c的伊利石模型,针对不同含水饱和度（0.00%、5.56%、11.12%、16.68%、22.24%、27.80%和33.36%）在不同温压条件下进行了模拟计算。计算得到了结构的相互作用能、结构体系压力、水分子与层间阳离子的扩散特性、层间水分子的分布情况以及结构基本层间距的变化情况。通过该结果分析水分子与黏土矿物在不同温压下发生相互作用,主要受外界水分子影响较大,温度与压力在一定程度上对红黏土的遇水膨胀性发生作用,进一步阐释了水分子与黏土矿物相互作用对红黏土胀缩性的影响。结合Materials Studio软件与LAMMPS软件包对不同水分子与不同含水饱和度下的伊利石结构进行力学性能的计算,通过对模拟计算结果进行分析,随着外界水分子不断填充于结构层间,结构由干燥状态变为含水状态,X、Y、Z方向的应力应变曲线峰值均在减小,表明结构内部存在原子间相互作用力,导致结构内部断裂键会随之增多,接着土体被打破原有的平衡状态,土体的强度与稳定性将会下降,最终导致红黏土强度发生劣化效应。