南海岛礁吹填钙质砂地基是岛礁工程的重要载体,地基承载力及变形性质会对岛礁工程安全和长期稳定性产生重要影响。钙质砂地基在吹填过程中,受到水力分选等因素影响,会呈现区域间粒级差异大、部分粒组成层聚集等现象,使吹填钙质砂地基具有非均质分布的特征。本文以非均质吹填钙质砂地基为研究对象,通过室内力学试验、动静载荷试验,结合粒子图像测速（PIV）技术、光纤光栅传感技术等,揭示钙质砂级配和分布形式等对地基承载特性的影响规律,主要有以下结论:1、开展固结排水三轴剪切试验,确定不同级配钙质砂的抗剪强度指标,应用理论计算公式开展不同级配钙质砂地基极限承载力的计算,揭示钙质砂级配对地基极限承载力的影响,相对而言,粗级配钙质砂的地基承载力大于细级配钙质砂的地基承载力。2、钙质砂层状地基承载力和变形性质受各层级配影响,钙质砂颗粒间的咬合能够提高地基极限承载力。应用加权平均法对钙质砂层状地基极限承载力进行求解,理论计算结果与试验结果的规律一致。3、钙质砂地基承载力随层间倾角的增大呈减小的趋势;结合PIV技术等分析了层间倾角对地基沉降和土体位移的影响,土体位移方向朝着界面倾斜方向发展,且地基变形的不对称程度和土体位移的倾斜程度均会随着倾斜角度的增大而增大。4、分析了非均质钙质砂地基承载能力和变形特性对动荷载的响应规律,地基变形受循环荷载的影响较显著。循环荷载引起的钙质砂地基沉降位移还受地基层间倾角大小影响。5、对非均质钙质砂地基附加应力分布和影响范围进行了研究,层间界面的倾斜会引起地基应力分布的非对称性,层间倾角的大小影响土压力的扩散范围,粗颗粒钙质砂间的咬合作用有助于地基中土压力的扩散。