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钙质砂是一种富含碳酸钙的散粒材料，分布在南北纬30°之间的海域，例如我国南海海域，其主要由珊瑚等海洋生物发生各种反应所生成。钙质砂具有颗粒形状不规则、颗粒内孔隙较多、以及颗粒强度低的特点。国内外学者对钙质砂这一特殊的岩土材料已开展全面、综合的研究。结论指出，颗粒破碎在钙质砂的物理力学特性中扮演着重要的角色。本论文选取南海钙质砂作为研究对象，开展加载速率和应力路径对钙质砂物理力学特性和颗粒破碎特性影响的试验研究，具体内容可总结如下：
①采用单一粒径（集中在0.8mm~1.25mm）的钙质砂样进行霍普金森压杆试验和一维压缩试验，选取两个具有代表性的应变速率（1000s-1和0.001s-1）进行不同终止应力下的动态加载和准静态加载试验。利用激光粒度仪测量试验前后砂样的颗粒级配，分析颗粒破碎量并研究其与终止应力和单位体积功之间的关系。结果表明，应变速率对钙质砂样的应力-应变曲线具有一定的影响，但不十分显著，动态加载下的应力-应变曲线呈现出类固体曲线特性。在动态加载情况（1000s-1）下，不同的终止应力会导致砂样产生不同的颗粒破碎模式，导致颗粒级配曲线出现平台现象。此外，在准静态加载情况（0.001s-1）下的相对破碎量与破碎效率是高于在动态加载情况（1000s-1）下的。不论是动态加载还是准静态加载条件，相对颗粒破碎量和单位体积功之间的关系均符合能量耗散理论。
②采用单一粒径（集中在0.6mm~1.0mm）的钙质砂样进行真三轴试验。方案一：选取四个应力比（0.3、0.6、0.9、和1.2）值作为试验结束点，开展有效球应力为1MPa且中主应力系数为0、0.35、0.65、和1.0的等p等b路径加载；方案二：选取四个有效球应力值（200、400、600、和800kPa）与四个中主应力系数值（0、0.35、0.65、和1.0）进行16组试验。结果表明，在较低的应力水平条件下，钙质砂样的应力-应变曲线和体变-应变曲线与石英砂样类似，即剪应力随b值增大而减小，随p值增大而增大。峰值摩擦角在45.2°至64°之间，最大剪胀角在5.32°至25.05°之间。而在较高的应力水平条件下，由于颗粒破碎的原因，密实钙质砂样的剪胀特性会受到抑制。真三轴试验中，钙质砂的相对颗粒破碎量随p值的增大而增大，随b值的增大先变小后增大，且与输入能量之间存在双曲函数关系，符合能量耗散理论。
①采用单一粒径（集中在0.8mm~1.25mm）的钙质砂样进行霍普金森压杆试验和一维压缩试验，选取两个具有代表性的应变速率（1000s-1和0.001s-1）进行不同终止应力下的动态加载和准静态加载试验。利用激光粒度仪测量试验前后砂样的颗粒级配，分析颗粒破碎量并研究其与终止应力和单位体积功之间的关系。结果表明，应变速率对钙质砂样的应力-应变曲线具有一定的影响，但不十分显著，动态加载下的应力-应变曲线呈现出类固体曲线特性。在动态加载情况（1000s-1）下，不同的终止应力会导致砂样产生不同的颗粒破碎模式，导致颗粒级配曲线出现平台现象。此外，在准静态加载情况（0.001s-1）下的相对破碎量与破碎效率是高于在动态加载情况（1000s-1）下的。不论是动态加载还是准静态加载条件，相对颗粒破碎量和单位体积功之间的关系均符合能量耗散理论。
②采用单一粒径（集中在0.6mm~1.0mm）的钙质砂样进行真三轴试验。方案一：选取四个应力比（0.3、0.6、0.9、和1.2）值作为试验结束点，开展有效球应力为1MPa且中主应力系数为0、0.35、0.65、和1.0的等p等b路径加载；方案二：选取四个有效球应力值（200、400、600、和800kPa）与四个中主应力系数值（0、0.35、0.65、和1.0）进行16组试验。结果表明，在较低的应力水平条件下，钙质砂样的应力-应变曲线和体变-应变曲线与石英砂样类似，即剪应力随b值增大而减小，随p值增大而增大。峰值摩擦角在45.2°至64°之间，最大剪胀角在5.32°至25.05°之间。而在较高的应力水平条件下，由于颗粒破碎的原因，密实钙质砂样的剪胀特性会受到抑制。真三轴试验中，钙质砂的相对颗粒破碎量随p值的增大而增大，随b值的增大先变小后增大，且与输入能量之间存在双曲函数关系，符合能量耗散理论。