为研究钙质砂蠕变特性及方程,本文针对三种不同初始孔隙比的钙质干砂试样进行了六种轴向荷载条件下的一维压缩蠕变试验,蠕变试验后通过颗粒筛分试验测量了钙质砂试样的颗粒破碎程度,引入了Hardin颗粒破碎势以及长宽比、圆形度、实用球形度和分形维度为形状指标对钙质砂蠕变前后颗粒破碎程度以及颗粒形状特征进行定量化分析,并以此为基础对钙质砂蠕变细观机理进行揭示,以试验数据为基础细致分析了蠕变速率和蠕变变形曲线,并以此为基础结合流变元件模型构建了钙质砂非线性蠕变本构方程。研究结果表明,钙质砂在轴向应力作用下将产生显著的非线性蠕变,整体而言,其蠕变变形过程可大致划分为瞬时蠕变、衰减蠕变以及稳定蠕变三个阶段,此三阶段主要影响因素分别为颗粒重排、颗粒滑移以及颗粒破碎;全蠕变过程中,其轴向应变增长不连续,多以“阶梯状”形式逐级增长,且该应变增长形式多出现于低应力水平条件下的衰减蠕变阶段。蠕变时间相同条件下,其轴向应变随轴向应力的增大而增大,但增量逐渐减小,可初步认为当应力增大到一极限值后,应力增量将不再对钙质砂蠕变特征产生显著影响。此外,可以认为在轴向应力和蠕变时间两者共同作用下,钙质砂蠕变特征呈现非线性逐步提高,从细观来看,试样内部颗粒破碎程度的明显提升是轴向应力以及蠕变时间的增加导致的结果,从而使得其非线性特征更为显著。基于钙质砂蠕变变形过程的阶段化表征,考虑初始孔隙比以及轴向应力的影响,结合流变元件理论模型构建钙质砂非线性蠕变模型,并利用模型实现对钙质砂蠕变变形特征的预测,其预测精度较高,并认为该方程可较好表征钙质砂蠕变变形过程各阶段特征。