作为一种储量巨大,无污染的新型清洁能源,可燃冰资源的开发已经成为了未来能源战略发展的新方向。可燃冰储层的物理和力学性质是影响钻采过程中井筒结构稳定的首要因素,欲实现可燃冰开采的可控性,保证钻采过程中井筒结构稳定,必须充分了解可燃冰储层的力学特性。本文基于线弹性理论,考虑可燃冰沉积物非线性和应变软化特征,建立了可燃冰沉积物本构模型。基于颗粒流数值算法对可燃冰沉积物开展了常规三轴压缩实验和三向不等应力状态的压缩实验,研究了可燃冰沉积物的力学特性。本文主要开展了以下几个方面的工作:1.基于广义胡克定律建立可燃冰沉积物本构模型,考虑可燃冰沉积物的应变软化特性,推导弹性模量弱化方程。考虑可燃冰胶结作用,开发材料参数的颗粒流算法,将可燃冰饱和度、围压和弹性模量相联系,利用室内三轴压缩实验数据确定弹性模量软化系数和软化指数,数值结果和实验结果对比表明:建立的本构模型能有效预测沉积物的力学行为。2.基于颗粒流算法,制备可燃冰沉积物圆柱体数值试样,数值模拟常规三轴压缩实验,分析饱和度和围压对可燃冰沉积物力学特性的影响。结果表明:饱和度越高,沉积物强度与刚度越大,压缩过程呈现出先剪缩后剪胀的趋势,剪胀现象随饱和度的增加愈发明显。围压的增加有助于改善可燃冰沉积物的受压变形能力。对可燃冰黏聚力和摩擦角的分析表明了沉积物强度主要是颗粒间的摩擦作用主导,而非可燃冰的黏聚作用。3.制备特定饱和度可燃冰沉积物立方体数值试样,数值模拟可燃冰沉积物真三轴压缩实验,考虑平均应力和中主应力的影响,分析可燃冰沉积物的强度与变形特征。在三向不等应力状态下,探讨可燃冰沉积物强度适用准则,分析可燃冰沉积物颗粒体细观组构变化和宏观力学行为演化的关系。结果表明:中主应力的增加对可燃冰沉积物的侧向变形抵抗能力起到了先抑制再促进的作用。在三向不等应力状态下,Lade-Duncan准则更符合对可燃冰沉积物的强度失效判定。可燃冰沉积物试样的力学特性主要是受试样中颗粒间强接触作用的影响。