颗粒材料在自然界及工程中极为常见,被学术界及工程界广泛研究。离散单元法可以弥补传统连续体理论的不足,有效地模拟岩石颗粒系统的复杂运动,并将分形理论与岩土工程问题相结合分析岩石破碎问题。本文基于离散单元法进行了岩石颗粒的破碎研究。研究内容主要包括:(1)利用PFC2D软件对不同孔隙率下的岩石单颗粒进行了劈裂试验,介绍了试样初始孔隙率的设定方法,详细地说明了增加和删除颗粒的程序算法。给出了岩石单颗粒破碎的过程及裂隙的发展规律。介绍了岩石碎屑分布统计的算法,并在孔隙率为0.25、0.15、0.10的岩石单颗粒破碎后进行碎屑统计,得到破碎分维为2.58、2.73和2.85,破碎分维随着孔隙率的增大而减小,验证了岩石单颗粒破碎强度的分形理论。对不同孔隙率的岩石单颗粒的破碎概率进行分析对比,得到了颗粒破碎概率与破碎强度的关系。从能量的角度分析颗粒破碎的分维,所得结果与碎屑分布统计所得结果吻合得很好。(2)利用PFC2D软件模拟了考虑颗粒破碎的岩堆体直剪试验,介绍了几种岩堆体的剪切强度经典理论,并用数值模拟结果进行验证。给出了考虑颗粒破碎的岩堆体模型的建立及试验方法。从岩堆体宏观应力与体变特性、岩堆体抗剪强度、岩堆体破碎率及试样内部接触力链变化等角度进行研究,讨论了基本颗粒间粘聚力、岩石单颗粒孔隙率及岩堆体试样的整体孔隙率对岩堆体抗剪强度的影响。