含碳酸盐混合砂作为一种特殊的岩土材料主要分布于热带沿海地区,独特的成因和组构使得其有着不同于陆源砂的岩土工程特性。研究表明,碳酸钙含量是影响其力学性质的主要因素,迄今国内外在针对碳酸盐砂和石英砂的力学性质研究方面已经取得了大量的研究成果,但是针对含碳酸盐混合砂力学性质的研究工作不甚充分。深入开展含碳酸盐混合砂的岩土工程特性研究,不仅有利于将含碳酸盐岩土材料纳入现行的岩土分类体系,完善岩土力学理论与技术;同时,还将直接服务于我国的海洋强国战略和一带一路倡议的深入实施。本文针对取自我国南海的珊瑚砂与陆源石英砂按不同质量百分比制备而成的混合砂,采用化学、物理及力学相结合的研究方法,细观及宏观相结合的研究手段,揭示珊瑚砂颗粒的细观形态特征以及碳酸钙含量对混合砂强度及变形特性的影响。主要研究内容和结论如下:1、针对取自三亚沿海沙滩的含碳酸盐混合砂分别采用气量法、EDTA容量滴定法、元素分析仪法、原子吸收光谱法和X射线衍射法开展碳酸钙含量测试试验研究,分析对比五种方法的优缺点及精确度,甄选出EDTA容量滴定法是最适合混合砂碳酸钙含量测定的方法。2、针对珊瑚砂和石英砂颗粒开展颗粒形态细观分析研究,采用光学显微镜并配合Image-pro Plus图片分析处理系统,研究不同粒径组的珊瑚砂和石英砂的整体轮廓系数、球形度、棱角度、粗糙度、扁平度等五个颗粒形状参数,得出两种成因不同的砂土颗粒形状参数中的主控参数为棱角度₂)。3、选取典型的级配类型,开展混合砂三轴固结排水试验研究,揭示碳酸盐含量对混合砂强度及变形的影响。研究表明,混合砂的应力应变曲线表现为应变软化型,随着碳酸钙含量的增加,其应力应变曲线峰值强度随之增加。低应力状态,碳酸钙含量对体变的影响较小;在较高应力状态下低碳酸钙含量混合砂表现为先剪胀后剪缩,高应力下高碳酸钙含量混合砂体变则表现为完全的剪缩。4、混合砂的似粘聚力C₁)值随碳酸钙含量的增加而呈近似线性的增长,内摩擦角φ₁)值随碳酸钙含量的增加也表现为近似线性的缓慢增长,且变化幅度不大。混合砂的初始剪切模量随有效围压的增加而增加,碳酸钙含量对初始剪切模量的影响主要表现为,在低应力下碳酸钙含量的增加初始剪切模量呈增加趋势,高应力状态下则表现为先增加后降低。5、含碳酸盐混合砂的颗粒破碎率Br随有效围压的增大而增大。在相同条件下,相对破碎率Br随碳酸钙含量的增加而增加。