堆石料作为一种承载力高、施工使用成本较低的建筑材料在我国水利工程、公（铁）路工程、机场道路建设工程等方面有着广泛应用。堆石料颗粒在较低应力条件下即可发生破碎,对材料的宏观力学行为产生重要影响,甚至引发危害建（构）筑物的过大或不均匀沉降。传统土力学研究未考虑颗粒的可破碎性,研究堆石料的颗粒破碎现象对实际工程具有重要意义。现有对颗粒破碎的研究主要关注宏观现象,对颗粒破碎的微观力学研究不足,且存在一定程度的简化,试验颗粒多以球形或圆形（圆盘）为主。为了弥补现有研究的不足,本文采用隐式离散元法（Discrete Element Method,简称DEM）,亦称非光滑接触动力学（Non-smooth Contact Dynamics,简称NSCD）法,模拟堆石料颗粒的压缩破碎过程。采用多面体颗粒近似真实堆石料颗粒的不规则棱角状形状,并通过Voronoi空间划分将母颗粒离散成若干多面体子颗粒,子颗粒间通过接触面上的内聚力模型（Cohesive Zone Model,简称CZM）胶结发生相互作用,胶结断裂反映颗粒的破碎过程,可避免传统DEM中常用的碎片替代法和胶结小球法的缺点。本文开展的主要工作及研究成果如下:1、首先使用巴西劈裂试验获得CZM参数,其后开展了不同粒径颗粒的一维压缩试验,结果表明颗粒破碎强度服从Weibull分布,且破碎强度大小和变异性均随着颗粒尺寸的增大而减小。2、本文还进一步模拟了不同形状颗粒的压缩试验,结果表明颗粒形状与加载方向均对颗粒破碎强度有显著影响。长轴方向加载破碎强度通常最低,且在相同等效粒径下,球状、椭球状、扁平状颗粒的平均破碎特征强度依次降低。3、在实际工况下,堆石料颗粒周围存在许多配位约束,本文在堆石料单颗粒压缩试验中于颗粒周围添加固定位置的约束板,发现随着颗粒周围配位约束板数量的增加,颗粒的破碎强度提高,且破坏后的延性也有一定的增强;约束板对颗粒碎片的形成与发展起到了控制作用,分割颗粒的裂纹主要集中于接触板件处,并朝着另一个接触板件的方向发展。4、为进一步分析配位的影响,本文对含有两个不同尺寸颗粒的堆石料试样进行重力固结,其后开展一维压缩试验。试验曲线分为两个阶段,初始阶段孔隙比变化较小,颗粒破碎现象不明显,孔隙比的变化主要由颗粒重排布引起;第二阶段随着压缩应力增加,试样达到屈服,孔隙比快速下降,颗粒破碎严重,孔隙比的变化主要由颗粒破碎引起。5、本文模拟不同颗粒粒径比的多颗粒试样,对其进行一维压缩,与单颗粒情况下不同,对于试样中不同粒径的颗粒,大颗粒由于周围存在的配位颗粒更多,在相同应力条件下,大颗粒的破碎程度较小颗粒轻微,同时对不同颗粒粒径比的试样进行横向对比,结果表明,大颗粒与小颗粒粒径之比越大,则大颗粒配位数越大,试样中大颗粒越不容易破碎。