第四纪更新世我国冰川运动广泛发生,冰碛体正是这一时期冰川融化后冰水对受刨蚀等作用脱离母岩的碎屑物质进行搬运堆积而成的产物。受地质条件、气候和后期地质作用影响,冰碛体所处区域,大多处于人类工程活动稀少的中高海拔地区,因此工程界、学术界对其研究较少。随着我国西部地区的逐步开发,水电、公路、铁路等工程建设不断进行,与冰碛体相关的工程地质问题越来越突出,其中川藏铁路作为连接四川省与西藏自治区的“世纪工程”,线路所穿越的青藏高原和横断山系均为我国冰碛体集中分布的地区,正在施工的雅安至林芝段铁路,桥隧比超过80%,如雀儿山隧道、藏噶隧道、米林隧道。目前国内外学者对冰碛体的形成演化、结构特征、基本力学特性及工程分类等方面已有一定程度的研究,但针对冰碛体细观特征对其变形破坏的机理仍缺乏系统性的研究。在修建过程中如何科学有效地应对冰碛体问题,是亟待解决的众多技术难题之一。本文通过对我国现有冰碛体研究资料进行统计和分析,在大量试验及相关工程资料的基础上对典型冰碛体的基本物理力学特性进行了总结;综合运用随机重构技术、数值模型网格划分技术,重构了冰碛体三维随机模型。基于块体离散元理论,进行大型三轴试验,深入分析了冰碛体组构特征及内部介质特性对整体力学特性的影响,本文的主要工作和研究成果如下:（1）我国典型冰碛体中块石成分以花岗岩为主,土体以粉质黏土为主;冰碛体粒度分布广,累计曲线整体形态统一,呈“下凹”式,密度一般大于2×10-3kg/m~3,含水率一般在5%～13%,总体偏干燥,渗透系数一般在10-3～10-4 cm/s之间。（2）现有冰碛体试验测得的粘聚力分布在10～400 k Pa,分布形态近似对数正态分布;内摩擦角则集中在10°～50°。但现有试验均受到仪器尺寸效应的影响,剔除了大尺度块石,削弱了冰碛体的介质二元性,使得试验结果与实际并不完全相符。（3）基于空间拓扑几何原理和点线面位置关系理论,用Python语言编写了可控制细观参数的三维随机块石生成程序和三维块石随机投放程序;采用块石按体积依次投放和投放多次失败后给予块石旋转两种方法解决了随机投放效率的问题。整合块石生成程序与投放程序两个模块,开发了可控制细观特征的三维随机块石生成投放系统,其结果具有随机性和可重复性。（4）在三轴加载下,冰碛体试样表现出剪胀现象,破坏后所形成的剪切带表现出一定的绕石现象,形态上呈非对称的X形分布,受块石含量、块石空间分布、围压大小共同影响。（5）冰碛体抗剪强度及刚度与含石量成正比关系,随着含石量由5%增至35%,冰碛体粘聚力提高了68.21 k Pa,内摩擦角提高了8.63°,弹性模量提高了50MPa;含石量15%～30%阶段,块石对土颗粒的约束作用增强,抗剪强度参数急剧增大,冰碛体由“块石悬浮”转变为“土石密实”。根据数值模拟结果提出了冰碛体抗剪强度参数与含石量的关系表达式。（6）揭示了冰碛体内部块石特征对冰碛体抗剪强度参数的影响规律。当含石量大于25%时,空间分布会造成抗剪强度参数1%～5%的差异,其中内摩擦角的差异程度大于粘聚力;在25%含石量下,块石球形度增加0.3,内摩擦角降低约2°,破坏后剪切带形态更光滑,并得到了25%含石量典型冰碛体块石球形度对内摩擦角的影响公式。（7）探究了冰碛体内部土体特征对冰碛体整体抗剪强度的影响规律,在25%含石量下,钙质胶结冰碛体较泥质胶结冰碛体粘聚力提高了32.21 k Pa;含水率20%冰碛体较含水率5%时粘聚力降低了14.78 k Pa、内摩擦角降低了6.57°,粘聚力对水的敏感要比内摩擦角强烈,并得到了25%含石量典型冰碛体含水率对抗剪强度的影响公式。