级配碎石是典型的颗粒性材料，物理力学特性复杂，采用连续介质力学理论和常规的室内试验手段难以从本质上揭示其复杂的力学性状和破坏机理。因此，论文以此为背景开展级配碎石剪切强度数值试验方法及其应用研究，具有重要的现实意义。论文首先应用PFC2D构建了级配碎石剪切强度数值试验方法，并对其可靠性进行了验证；分析了试验条件对级配碎石剪切数值试验的影响，建议级配碎石直剪数值试验的标准条件：加载速率为5mm/min、试件尺寸为b50cm×h30cm；级配碎石静三轴数值试验的标准条件：加载速率为0.5%/min、试件尺寸为Φ30cm×h60cm；分析了微力学参数对级配碎石剪切性能数值试验的影响，提出了一种快速准确的微力学参数标定方法；分析了级配碎石剪切性能数值试验的细观机制，结果表明：当进行直剪数值试验时，随着剪切的进行，试件内部会形成明显的应力集中区域；当进行静三轴数值试验时，大颗粒组成部分能够形成较大的接触力，从而提高剪切强度；基于静三轴数值试验方法，优化研究了级配碎石级配，提出级配碎石强嵌挤骨架密实级配，分析了最大粒径对级配碎石剪切强度的影响，研究结果表明：随着最大粒径的增大，剪切强度先增加，当达到37.5mm时，继续增加最大粒径，剪切强度反而降低。