我国地质构造背景复杂，内外动力地质作用极为强烈，崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害在我国普遍发育，由此而形成的各种成因类型的土石混合体在自然界中广泛的分布，该类介质也受到了越来越多国内外学者的极大关注。土石混合体作为极端不均匀介质在物理力学性质上与常规土体或岩石具有显著的差异，而其内部超径块石的存在是土石混合体区别于其他常规岩土介质最根本的原因之一。本论文基于大型三轴剪切试验、野外原位水平推剪试验等方法，从实验室与野外角度系统阐述了超径块石的存在对土石混合体物理力学性质的影响，并基于此认识对湖南省南岳区拜殿乡土石混合堆积体的地质结构进行了精细化探测，取得了如下主要成果与认识:　　(1)通过收集、阅读以及分析国内外的相关文献资料，基本掌握了目前国内外对土石混合体物理力学性质的研究现状，并指出了目前存在的不足之处。如仅考虑单一结构要素对土石混合体的物理力学性质的影响研究有失偏颇;采用传统的土工试验方法来研究土石混合体的适用性存在挑战等。　　(2)根据目前土石混合体研究的薄弱环节，本文在室内试验、野外工作等的基础上，提出了超径块石的概念，明确了土石混合体内部颗粒尺寸是影响其物理性质不可忽视的关键因素，为土石混合体的纵深研究奠定基础。　　(3)采用大型三轴剪切试验对土石混合体的物理力学性质进行研究，在不排水条件下监测了剪切过程中其偏应力、体应变以及孔隙水压力随轴向应变变化，通过对比分析，发现三者之间具有很好的对应关系，并提出了三种概化模型:当试样内部超径块石之间发生咬合作用时，偏应力增大，相应的体积增大，体应变减小，孔隙水压力减小;当试样内部超径块石发生破碎或者超径块石之间发生滑移时，相应的体积减小，体应变增大，孔隙水压力增大。　　(4)基于野外原位水平推剪试验系统分析了土石混合体试样内部块石尺寸对其变形破坏特征的影响，发现超径块石之间的咬合、滑移、翻滚及破碎等现象导致了较大的应力集中与释放，使得其剪应力-位移曲线上出现应力跳跃现象;剪切后期其剪应力-位移曲线到底表现为应变硬化、应变软化抑或是应力保持相对稳定，其根本在于剪切过程中前后结构强度的相对高低。　　(5)以湖南省南岳区拜殿乡土石混合堆积体为例，基于“探窗组合法”这一精细探测新方法，即采用高分辨的地球物理勘探方法进行地质结构探测，并借助探坑土石结构的图像处理技术予以补充，初步实现了土石混合体斜坡内部地质结构的精细化探测，获得了土石混合体斜坡接近真实的地质结构。