钙质结核土是淮北平原地区广泛分布的一种区域性特殊土。目前，国内外缺少对钙质结核土的工程地质性质基础研究。作者在野外地质调查、勘察和原位试验的基础上，对钙质结核土的区域分布和野外地质特征进行了阐述。采用特制的大土样盒，选择钙质结核土典型分布地区采取了原状土样，进行钙质结核土的室内试验研究。首先，进行了钙质结核土颗粒分析试验，得到钙质结核土粒径区间的典型分布图，运用分形理论，讨论了土体颗粒粒径分布的分维特性，从分维的角度研究了钙质结核土的特殊粒径构成，分析了了钙质结核土的形成和演化规律；通过室内钙质结核土原状土和重塑土的大型直剪试验，从钙质结核土的分维特征、含水量和粒径等方面分析了对土体强度的影响，研究了土体的应力应变特征，讨论了用Duncan Chang模型描述钙质结核土本构特性的适用性；最后，用颗粒流方法探讨了钙质结核土强度和变形特性，建立粘性土、砂土和钙质结核土的大型直剪试验数值计算模型，用数值试验方法分析了三者破坏的细观机理，讨论了钙质结核土大型直剪试验应力传递的路径问题。