随着我国在南海岛礁建设的大力发展,越来越多的建(构)筑物不得不建立在珊瑚砂地基之上。珊瑚砂具有形状不规则、棱角多、含有丰富的内孔隙、颗粒易发生破碎、强度低、高压缩性和高渗透性等特点。一方面,珊瑚砂地基在荷载作用下会产生较大的沉降量;另一方面,地基在沉降的过程中势必会引起渗流场的改变,土颗粒的有效应力发生变化,这是一种复杂的土水相互作用的过程。因此,针对珊瑚砂的蠕变作用及蠕变作用过程中渗透性的变化机制需进行深入研究。本文从细观和宏观两个方面出发对珊瑚砂的相关特性进行了研究,包括:X射线衍射分析(XRD)、电镜扫描(SEM)、核磁共振、颗粒筛分、三轴剪切排水渗透试验、蠕变及蠕变过程中的渗透性变化等试验研究,分析了珊瑚砂物理化学特性、蠕变特性、渗流特性,对蠕变变化前后进行颗粒分析,建立了适用于饱和珊瑚砂地基蠕变特性的经验蠕变模型。得出以下主要结论:(1)X射线衍射试验表明组成珊瑚砂主要矿物成分为文石和方解石。(2)对单个珊瑚砂颗粒进行扫描电镜(SEM)和核磁共振试验,分析颗粒的微观结构,发现单个颗粒外轮廓极不规整、含有丰富的内孔隙,并且颗粒内孔隙主要集中于周边区域。(3)三轴排水剪切渗透试验表明:珊瑚砂的渗流量与时间表现为良好的线性关系,珊瑚砂的渗透特性依然符合达西定律;较低围压下,珊瑚砂的渗透系数在峰值强度前,渗透系数随着轴向应力的增加先下降,下降速率开始比较快而后较缓;峰值强度后,轴向应力有所降低,但渗透系数却出现升高;较高围压下渗透系数均是逐渐的减小,下降速率前期较快而后期较缓,最后趋于稳定。(4)三轴剪切蠕变及蠕变过程中的渗流性变化试验表明:珊瑚砂的蠕变表现为衰减-稳定型蠕变;珊瑚砂蠕变阶段体积变化与试样蠕变前体积变化形态有关;同一密实度条件下,随着应力的增加,达到稳定蠕变的时间更长,渗透性不断减弱,同一应力作用下,随着密实度的增加,蠕变作用增强,渗透性下降。(5)将蠕变试验前后的试样烘干、进行筛分试验,采用Hardin提出的相对破碎势理论进行颗粒破碎定量计算分析。同一围压下,相对破碎势Br随着偏应力的增加而逐渐的提高,随密实度的增加逐渐增大。当偏应力达到一定数值时,相对破碎势出现明显的提高,说明此条件下的偏应力已达到颗粒的破碎应力强度,造成颗粒破碎量增加。(6)采用常规的Singh-Mitchell模型和Mesri蠕变模型进行试验结果的拟合分析,发现采用常规蠕变模型研究珊瑚砂蠕变特性的适用性较差。基于两种常规的模型,探讨适用性较差的原因,提出一种适用于饱和珊瑚砂的蠕变模型。