中国西南地区的经济繁荣离不开西部大开发战略的贡献,交通运输线的建设正如火如荼地展开,其中机场的建设尤为突出。西南地区多为山地,地形较复杂,形成了许多高填方边坡,土石混合体作为主要填方材料在机场工程建设中也得到了更广泛的应用。由于实际工程的土石混合体尺度较大,开展室内试验测定其物理力学参数时需要对原型级配料进行缩尺处理,从而产生室内试样与真实土石混合体之间力学性能的差异,即缩尺效应。且在加载过程中,土石混合体颗粒的破碎和剪切特性有着密不可分的关系。故在颗粒破碎的条件下分析土石混合体的缩尺效应,为山区机场高填方边坡工程的稳定性研究提供借鉴,具有一定的参考价值。本文结合室内试验与数值试验,对考虑颗粒破碎的土石混合体缩尺效应进行了深入研究。分别采用4种缩尺方法、选取3组不同的最大粒径,对重庆武隆仙女山机场建设工程的土石混合体原级配料进行缩尺,通过室内大型直剪试验揭示了缩尺方法与最大粒径对土石混合体剪应力-剪切位移曲线的影响规律。采用室内筛分试验测定剪切后的粒组成分,研究了缩尺方法与最大粒径对土石混合体剪切前后粒组含量变化的影响规律。采用PFC颗粒流程序,基于蒙特卡洛法进行FISH语言编程,较全面地考虑块石的粒径、位置、方位角及凹凸性等特征,实现了随机多边形块石的模拟。基于黏结颗粒法理论,利用Cluster颗粒簇实现了颗粒破碎的模拟。通过参数标定确定了数值模型的各个微观参数,使得建立的数值模型可以反演真实试验过程。利用构建的土石混合体数值模型进行数值试验,分析了缩尺方法与最大粒径对土石混合体抗剪强度及强度指标的影响规律。为定量研究颗粒破碎的特征,引入相对破碎率的定义,探讨了缩尺方法与最大粒径对颗粒破碎程度的影响规律。开展原型足尺级配料试样的数值模拟,选取最佳缩尺方法与最大粒径的组合。保证其他条件相同,设置不同的试样尺寸及母岩强度,建立了多个数值模型进行试验研究,探讨了这两个缩尺效应的影响因素对剪切特性及颗粒破碎程度的影响。