珊瑚砂是海洋中的造礁石珊瑚群体死亡后的生物残骸、贝壳碎屑和其它海洋动物骨骼组成的一种特殊岩土材料;由于珊瑚砂生存环境的复杂性及自身矿物成分的特殊性,其具有颗粒形状不规则、孔隙率高、颗粒易破碎并常伴有胶结等显著区别于陆源石英砂的工程力学特性。为满足当前国防建设以及石油天然气开采等需求,我国在南海海域开展了大规模的岛礁吹填扩建工程,而珊瑚砂正是岛礁陆域吹填唯一的吹填材料。相关研究结果表明颗粒破碎会显著影响土体的工程力学性质,而珊瑚砂在低应力水平下即可发生颗粒破碎,因此深入研究珊瑚砂颗粒在荷载作用下的破碎特性,对岛礁吹填工程和基础设施建设具有重要意义。本文通过对珊瑚砂开展一系列的排水和不排水三轴固结剪切试验,系统研究了密实度、围压(应力水平)、排水条件等因素对珊瑚砂力学特性的影响,查明珊瑚砂颗粒破碎的内在机理和影响因素,分析颗粒破碎对珊瑚砂临界状态的影响机制。本文的研究成果将为我国南海岛礁和“21世纪海上丝绸之路”沿线国家中珊瑚砂广泛分布区域的码头、机场和道路等基础工程设施的安全建设提供有益参考和技术支持。本文主要研究内容如下:(1)通过开展大量三轴剪切试验,研究珊瑚砂在不同试验条件下的强度特性,引入剪胀系数和软化系数对应力-应变关系曲线进行定量描述,分析密实度、围压和排水条件与其抗剪强度间的联系。(2)通过对三轴剪切试验前后的珊瑚砂试样开展筛分试验,并采用Einav提出的修正相对破碎指数对其在三轴剪切试验中的颗粒破碎程度进行定量分析,探明珊瑚砂颗粒破碎的内在机理,揭示密实度、围压、排水条件以及塑性功对珊瑚砂颗粒破碎的影响。(3)基于临界状态线在q-p′和e-lnp′应力平面内位置关系,分析颗粒破碎对珊瑚砂临界状态的影响。借助颗粒修正相对破碎指数,描绘e-lnp′应力平面内的等值颗粒破碎线,建立等值颗粒破碎线与临界状态线间伴随颗粒破碎发展的变化规律。