随着近年来大型工业与民用建筑建设的兴起与大型土石坝的兴建，堆石、砂石、粗粒料等材料被广泛应用于水利、港口、交通等岩土工程建设中，粗粒料的工程特性研究已经成为许多专家研究的重点。室内试验是研究粗粒料工程特性的重要手段，选取结构简单、传力明确、操作简便等优点而且结果也较实用的试验仪器，对研究粗粒料的工程特性及实际工程具有很重要的意义。本文采用河海大学最新研制的大型单剪、直剪仪对粗粒料进行了一系列的研究工作。主要研究工作及其结论如下：1．综合分析了目前粗粒料的研究现状，尤其是关于粗粒料颗粒破碎的研究，比较了目前使用较多的室内试验仪器：三轴仪、直剪仪、单剪仪等仪器优缺点。2．介绍了大型单剪、直剪仪的主要组成部件、结构原理及操作过程；应用该仪器进行了多组单剪试验，比较了单剪与直剪试验结果的差异，着重分析研究了初始干密度不同的粗粒料及初始干密度相同最大粒径不同的粗粒料的试验结果。3．对初始干密度相同最大粒径不同及初始干密度不同粗粒料试验测得的数据进行了剪胀性分析，发现：剪胀率与剪应力比之间存在线性关系，前人研究发现砂土的剪胀率与剪应力比之间也存在线性关系，说明无粘性土的剪胀率与剪应力比之间存在相关性。4．对初始干密度不同粗粒料试验测得的数据进行了颗粒破碎分析，发现：颗粒破碎率与剪胀率之间成线性关系；同时从能量的角度由能比原理分别推导出不包含颗粒破碎、包含颗粒破碎的剪胀方程，计算出粗粒料抗剪强度的各种分量；根据颗粒破碎率与颗粒破碎能之间的关系曲线提出颗粒破碎率与颗粒破碎能的关系应分段考虑。