土石混合体是一种基质块石混杂、分布广泛、性质特殊的地质体，也是众多山区地质灾害的重要载体，因此，土石混合体工程地质力学研究已成为当前国内外地质工程研究的热点课题。本文结合国家自然科学基金资助课题:“土石混合体工程地质力学性质试验研究(No.41072226)”，通过不同成因土石混合体工程性质的调查研究，采用现场试验、室内试验、理论分析、物理模拟试验相结合的研究方法，对土石混合体基质力学效应进行了系统深入的探讨。　　本研究以西藏樟木地区广泛分布的不同沉积类型的土石混合体为基础，进行了现场试验研究，从而揭示了土石混合体粒度、强度和渗透性的基本特征。结果表明，该区域土石混合体在颗粒级配上，主要表现为缺乏中间粒径的不连续级配特征，现场推剪试验显示出较大的内摩擦角和较小的粘聚力值，且二者与土石混合体质量含石量(WBP)有关，提出WBP=70％为该地区土石混合体力学性质与渗透特性的关键特征值。在此基础上，分析探讨了其他类土石混合体介质，从基质力学效应的角度对土石混合体的概念进行了补充和修正，提出基质块石混合体(BIMM)这一广泛概念。为了解土石混合体中块石/基质强度比对土石混合体力学性质的影响，提出利用SCRM指标，即单个块石径向抗压强度与基质无侧限抗压强度之比来定量评价块石/基质强度比。对不同SCRM土石混合体共28组试样进行了一系列不固结不排水三轴试验。结果表明:不同SCRM下，土石混合体宏观力学参数随含石量变化表现为两种截然不同的变化规律。当SCRM＜2时，土石混合体的内摩擦角随含石量的增加先增大后减小，粘结力随含石量的增加先逐渐减小后快速减小。当SCRM＞2时，土石混合体的内摩擦角随含石量的增加先增加后趋于平缓，粘结力随含石量的增加先缓慢增加后迅速增加。提出SCRM=2可作为土石混合体块石/基质强度比应满足的界限值，当SCRM＞2时，块石能更好地体现其在土石混合体细观及宏观力学性质上的影响。　　本文利用应变控制式静力三轴剪切仪，对具有不同胶结程度和含石量的土石混合体试样进行了固结不排水剪切试验，通过对制备的土石混合体试样的应力—应变关系、孔隙水压力变化、有效应力路径和抗剪强度指标等试验结果的对比分析，探讨了不同胶结程度土石混合体试样的差别及产生原因。试验结果表明:不同胶结程度土石混合体破坏方式可分为剪切带破坏和鼓肚变形破坏两种基本类型;胶结使得土石混合体的应力应变关系和孔隙水压力变化与未胶结土石混合体差异明显，胶结作用对土石混合体的剪胀和软化特性影响显著。在块石软硬程度、形状及试样密实度相近条件下，不论是否胶结或胶结程度如何，土石混合体有效内摩擦角ψ与无量纲参数D50WBP/D60具有较好的线性相关性。针对不同胶结程度土石混合体的固结不排水剪性状，提出一种基于扰动状态概念的描述方法。通过不同胶结程度土石混合体三轴固结不排水剪试验，根据扰动状态概念的原理，采用邓肯-张的非线性弹性模型描述相对完整状态的应力-应变关系，用孔隙水压力作为参量定义了一个新的扰动函数，构建了一种描述不同胶结程度土石混合体固结不排水剪性状的本构关系。经验证，模型计算结果与试验数据吻合较好，可统一描述土石混合体应变软化型和应变硬化型应力-应变关系。鉴于传统试验和数值模拟在模拟开挖后岩土体位移场方面的不足，采用一种新的模拟试验方法，利用室内合成的光弹性软材料，采用竖直固化模型的方法，进行开挖不同基质块石强度差异条件下土石混合体边坡变形破坏特征研究。从定性的角度揭示了块石基质强度差异对土石混合体边坡中裂缝发展的机理。