天然堆积层斜坡和人工高填方体边坡广泛分布于中国西南地区,且滑坡地质灾害频发。滑坡灾害由于分布范围广、发生频率高、破坏机理复杂、预测困难、破坏性强、造成经济损失大、治理费用昂贵等原因,已成为影响人类生存环境的主要灾种之一,严重威胁人类的生命和财产安全。堆积层—基岩接触面广泛存在于堆积层斜坡中,是性质不连续和强度较低的界面,往往是造成岩土体破坏的关键部位和薄弱环节,在滑坡破坏中起控制作用,是失稳破坏的滑动面或不容忽视的潜在滑移面,但目前存在着确定滑动面抗滑摩擦困难,选取界面参数的标准不完善等急需解决的工程问题。本文依托实际工程背景,在室内大型叠环单剪试验的基础上,结合数值模拟研究土石混合体—基岩界面剪切特性,探讨影响接触面剪切力学特性的因素,揭示接触面宏、细观剪切力学特性及变形特征,阐明接触面剪切机理,为堆积体斜坡稳定性评价和土石混合体填方设计提供参考依据及理论支撑。利用室内大型直剪试验仪器,并结合自行设计可自主变形的单剪剪切盒,在低、中、高法向压力的作用下开展室内大型叠环直剪试验,研究了含石量、块石尺寸和粗糙度对土石混合体—基岩界面剪切特性的影响。结果表明:土石混合体—基岩界面存在着一个最优含石量和最佳块石尺寸使得抗剪强度能够得到最大程度发挥;土石混合体—基岩界面抗剪强度和表观黏聚力（c）随着含石量和块石尺寸增加先增大后减小,随着基岩界面粗糙度的增加而一直增加;内摩擦角（φ）随着含石量的增加持续增加,而块石尺寸和基岩粗糙度对内摩擦角（φ）影响不明显;土石混合体—基岩界面为薄弱的潜在滑移面,在堆积层滑坡破坏中有控制性作用;随着含石量、块石尺寸系数和基岩界面粗糙度的增加,试样的剪切破坏面逐渐上移,有向土石混合体内部发展的趋势。二次开发离散元数值模拟软件内嵌FISH语言,自行编码设计生成不规则块石和与室内试验相对应的边界条件,并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;通过参数标定获取了数值模型细观参数,建立了可靠的数值模型。基于室内试验,利用离散元数值模拟探讨了土石混合体-基岩界面细观剪切特性,揭示了接触面细观变形特征,阐明了接触面剪切机理。结果表明:土石混合体-基岩界面细观结构特征决定宏观力学性质和变形特征;土石混合体—基岩试样骨架结构由土石混合体内部骨架结构和接触界面骨架结构相互融合组成,共同承担和传递外部荷载;试样内部存在着颗粒旋转集中变形区,且集中旋转变形区常常贯通发展连接在一起形成旋转剪切带,旋转剪切带的厚度主要受块石尺寸控制;剪切带形态受到块石存在和尺寸的影响,存在着“绕石”、“包石”和“穿石”现象;剪切带的厚度与试样中最大块石粒径有关,剪切带影响范围为1～1.5倍最大块石粒径;边界条件带来剪切力学特性上的差异随着法向压力的增加逐渐明显;法向压力能够削弱压实系数对试样剪切特性的影响;随着压实系数的增加,抗剪强度、内摩擦角和黏聚力逐渐增加,但抗剪强度提升速度变缓。