南海工程建设涉及海洋资源开发、国家发展、国防建设等重大核心利益,与陆地工程建设不同,南海岩土工程材料稀缺,从陆地运输建筑材料成本巨大,给岛礁工程建设带来严峻挑战。钙质砂是指多孔隙、形状不规则、易破碎的碳酸钙或难溶碳酸盐类岩土介质,若直接采用钙质砂作为地基回填土体,很容易出现地基不均匀沉降。高聚物是一种强度提高快,密度小,黏结性高,韧性好,环保持久等特点的新型胶凝材料,常作为堤防工程中粒状土的加固材料。鉴于钙质砂颗粒易破碎引起的工程问题及高聚物新型固化剂的优良力学性能,本文采用高聚物对钙质砂回填料固化改良,开展固结试验、无侧限抗压强度试验、常规三轴试验及微观结构测试,研究固化后钙质砂在静力荷载作用下的力学特性及固化改良机理,旨在为南海岛礁机场跑道等工程建设中钙质砂地基处理提供方案设计和技术参考。相关工作及结论如下:(1)对钙质砂土样进行压碎试验,对比受压前后的粒径分布变化,分析了钙质砂颗粒的破碎规律,并结合分形模型,评价了钙质砂颗粒的破碎行为,结果表明钙质砂颗粒在很小压力(50kPa)下也发生了破碎。(2)采用高聚物对钙质砂进行改良,结合高聚物固化钙质砂的细观形态,初步解释了高聚物对钙质砂的改良机理,并利用人工拌合、分层压实的方式制备试样,在制备过程中既需考虑颗粒的易碎性,又要兼顾高聚物与颗粒的均匀混合。(3)开展一维固结试验,研究了不同掺量高聚物固化钙质砂试样的变形特性,建立了高聚物掺量与高聚物固化钙质砂试样压缩系数、压缩模量、变形模量的变化关系,发现随着高聚物的掺量越大,高聚物固化钙质砂的压缩变形能力越好。(4)应用无侧限抗压强度试验、常规三轴试验,获取了高聚物固化钙质砂的应力-应变曲线,研究了高聚物固化钙质砂的强度特性,并分析得到了峰值强度与高聚物掺量的函数关系及强度指标与高聚物掺量的变化关系,结果表明高聚物不仅可明显地改善试样的黏聚力,还对内摩擦角有显著的提升作用。除此外,还试图利用Duncan-Chang模型来描述高聚物固化钙质砂试样的应力-应变曲线。