圆锥动力触探试验是一种适用于钙质土场地的现场勘察方法。然而,现有描述贯入指标与土体物理力学性质间关系的表达式大多针对常规陆源沉积物。与此同时,动力触探仪的种类繁多、特征参数各不相同,难以逐一对其建立贯入指标与土性间的关系。另外,由于钙质土的颗粒易碎性,在动力触探试验过程中探头周围的土体会发生破碎,从而对试验结果产生影响。为探讨上述问题,本文的主要研究内容如下:以相对密实度这一粗粒土的基础物理性质为切入点,通过室内模型以及现场动力触探试验得到了轻型动力触探指标与钙质土相对密实度之间的数学关系;采用量纲分析理论,推导出了可以实现不同形式动力触探仪的贯入指标间相互转化的“标定系统”。在此基础上,提出了动力触探指标与钙质土相对密实度间的通用关系表达式。通过室内冲击荷载试验,对类似锤击等冲击荷载作用下钙质土颗粒破碎的演化规律进行了研究。建立了反映钙质土孔隙比与破碎率之间关系的表达式;提出了一种基于土样当前与极限分形维数的相对接近程度来评价其颗粒破碎程度的指标。该指标以土样取得极限分形维数为破碎的极限状态,物理意义明确且易于确定;进一步结合分形理论,推导出了单一粒组在冲击荷载作用下级配状态的“演化函数”。再将复杂粒组视为若干相互独立的单一粒组的集合,提出了一种通过单一粒组级配状态演化函数,来计算任意复杂粒组在相应状态下的级配曲线的“装配矩阵法”。与此同时,采用离散元模拟的方法,对冲击荷载作用下土样的破碎分布、破碎方式以及破碎的各向异性等颗粒破碎的微观特性进行了研究。根据模拟结果并结合统计方法,得到了输入能量与土样平均粒间接触力以及破碎的各向异性程度间的关系,为研究外部载荷与颗粒破碎微观特性间的相关性提供了参考。