变形控制是当前土石坝建设的关键技术难题。对已碾压密实的土石坝,在填筑和运行期间会发生颗粒破碎,进而引起破碎子颗粒填充孔隙以及颗粒之间的滑移、错动与结构调整,造成土石坝变形。过大的变形会使坝体产生不均匀沉降,破坏面板或心墙等防渗体系,引发安全隐患,影响土石坝正常运行。因此,颗粒破碎是引发土石坝变形的主要原因。但关于颗粒破碎的研究还相当有限,特别是多点接触下的颗粒破碎。两点单轴加载的单颗粒破碎试验常用于颗粒强度的测量,然而颗粒在堆积体中处于多点接触受力状态,能否将单颗粒破碎试验测得的强度指标直接用于堆积体中的颗粒目前还没有形成共识。多点接触状态下颗粒破碎强度的室内试验也不易实现,本文采用弹性力学解析解和离散元数值模拟方法研究了堆石颗粒受到不同接触力数量作用时的颗粒破碎。主要的研究工作如下:（1）研究平板压缩试验中颗粒的应力分布。使用MATLAB编写单轴加载下球形颗粒应力解析解计算程序,对比两种接触力分布形式下的计算结果,深入研究泊松比、加载角、摩擦力等因素对应力分布的影响,结合应力分布结果与Griffith强度理论校核颗粒起裂破碎。发现平板压缩试验中,颗粒大部分区域为受拉状态,拉应力最大值位于表面位置,颗粒首先在表面的接触区域边缘发生起裂破坏。（2）采用颗粒流程序PFC3D开展单颗粒破碎试验的数值模拟。首先参考Brisbane凝灰岩的宏观力学特性进行细观力学参数标定;随后模拟球形岩石的单颗粒破碎试验,分析加载曲线、裂纹累积曲线和裂纹发展情况。模拟结果表明,颗粒首先在接触区域附近发生以拉伸破坏为主的局部破坏,随后发生贯穿整个颗粒的劈裂破碎,破坏过程可以分为三个阶段:弹性阶段、裂纹稳定扩展阶段、劈裂破碎阶段。（3）讨论堆积体中颗粒破碎准则的选取。随机提取颗粒在堆积体中的100个接触工况,进行多点接触下颗粒破碎的数值模拟,讨论四种离散元模拟常用的破碎准则（最大主应力准则、平均主应力准则、八面体剪应力准则、最大接触力准则）下,颗粒破碎时的强度指标受多点接触的影响。从不同接触力数量下强度指标平均值的变化以及多点接触下的强度指标相对单轴加载下的相对误差这两个角度评价了四种破碎准则的适用性。结果表明,多点接触下最大接触力准则的适用性最好,将单颗粒破碎试验中测得的最大接触力直接用于颗粒堆积体中可以保证较小的误差。（4）研究多点接触下颗粒破碎最大接触力相对单轴加载下出现相对误差的原因。总结多点接触下颗粒破碎数值模拟中接触力的分布情况,发现接触力分布的变化会使颗粒破碎时的最大接触力呈现离散性,从而造成相对误差。最大接触力准则下,强度最低的颗粒大部分接触力都集中在同一平面附近,其余接触力则远离该平面且大小偏低,接触力分布的不均匀程度较高;强度最高的颗粒接触力位置与大小的分布则比较均匀。根据接触力分布的均匀程度提出了两种具有代表性的多点接触模型。结合九种确定工况的数值模拟结果验证了接触力分布均匀程度对颗粒强度的影响。（5）研究颗粒在多点接触下的应力分布,从应力场的角度解释多点接触对颗粒强度的影响。参考应力叠加的思想在MATLAB中编写了多点接触下颗粒应力解析解计算程序,使用该程序分析了不同接触力分布下球形颗粒内部的应力。结果表明,多点接触对接触区域附近的应力分布几乎没有影响,对其余位置影响较大。多点接触对颗粒强度的影响与中心区域附近拉应力的变化有关。