粗粒土在自然界分布广泛，因其有压实性能好、透水性强、填筑密度大、抗剪强度高、沉降变形小、承载力高等特性，而在工程中得到了较广泛的应用。同时，西南地区崩塌、滑坡等地质灾害的产生也多与粗粒土相关，因此，妥善处理这些问题具有较高的工程实际价值和学术价值。　　 基于THE-1000型室内大型直剪仪，以二叠纪峨眉山组强风化玄武岩粗粒土为试验材料，通过大量不同粗粒含量、含水率、剪切速率试样的直剪试验，获得粗粒土宏观强度-变形特性参数，评价剪切过程造成的颗粒破碎。试验结果表明:相同垂直压力下的抗剪强度一般随着粗粒含量的增加、剪切速率或含水率减小而增大;粗粒含量对试样胀缩性影响最显著，最大垂直位移一般随垂直压力增大、粗粒含量或剪切速率的减小以及含水率的增加而增大;不同粗粒含量试样峰值强度前应力比-位移增量比呈二次多项式关系，拟合系数μ的取值范围约为0.35～0.85;Hardin颗粒破碎率一般随着粗粒含量增加或剪切速率的减小而增大，颗粒以运动、破碎及翻滚共同导致试样颗粒重排列，剪切速率较小时颗粒破碎较多，破碎后的细颗粒填充了粗颗粒构成骨架的孔隙造成强度的增加和最大垂直位移的增大。　　 借助TAJ-2000型的大型三轴试验对直剪试验结果进行验证，并将单一加载与卸载-再加载试样得到的应力-应变和体变-应变曲线进行对比发现经过反复卸载-再加载过程后试样的抗剪强度、内摩擦角和咬合力均有一定的提高，而且卸载-再加载过程并非完全弹性阶段，主要原因是颗粒在卸载过程中得到一次调整并进行重新排列，卸载过程中体变保持不变，相对于单一加载试样，卸载-再加载试样在相同围压时的剪缩量相对较小，即剪胀性更加明显，无论是单一加载还是卸载-再加载试样在剪切过程中均表现为剪缩，应力-应变曲线表现为应变硬化型。　　 以PFC2D作为数值平台，用圆盘代替土颗粒建立考虑粗粒含量的二维直剪模型，以2mm为最小颗粒直径，采用平行黏结模型作为颗粒间的接触模型，通过校正细观力学参数，研究粗粒土细观参数与宏观特性之间的联系，发现随着颗粒刚度和颗粒间摩擦系数的增大，试样的抗剪强度也增大，达到峰值强度后，软化现象也越明显，颗粒刚度对试样的初始切向剪切模量有较明显的影响，而摩擦系数对初始剪切模量几乎没有任何影响，黏结刚度对试样剪应力和垂直位移的影响均不是特别明显。　　 针对不同粗粒含量的模型，分析不同垂直压力作用下剪应力-剪位移、剪位移-垂直位移曲线，并阐述剪切过程中剪切带的形成机制、颗粒接触压力分布、颗粒在剪切过程中的速度场、位移场等细观力学行为。模拟结果表明:粗粒含量越大抗剪强度越高的本质是土颗粒的平均刚度增加，同时，颗粒刚度增加也造成了剪胀更加明显;剪切未开始时，力链沿着水平和垂直两个方向均匀分布，随着剪切的进行，剪切盒内出现了应力集中，并且存在主应力方向与主应变率方向的非共轴现象;随着粗粒含量的增加，当剪应力达到最大值时粗颗粒对力链的控制作用表现得愈明显;不同粗粒含量试样剪切瞬时速度场最大速度变化梯度边界存在明显的差别，其中粗粒含量大的试样形成的条带较宽，而粗粒含量较小的试样形成的条带相对较窄，随着剪位移的增加，条带的宽度逐渐减小并趋于稳定，形成了一稳定的剪切带，将速度场涡装区域视作剪切带，其厚度约为最大颗粒直径的2～12倍，其厚度随着粗粒含量的增加而增大。