随着计算机技术的发展,利用数值模拟技术对岩石破碎过程及其规律性进行研究已成为一种重要的技术手段。离散单元法是模拟岩石力学过程的重要工具之一,其通过建立与真实岩石力学特性相似的岩石离散元模型,再对岩石模型进行各种力学试验,来获得有价值的试验数据。而岩石模型的各项力学特性由颗粒参数、粘结键参数和接触参数共同决定,各参数对岩石模型力学特性的影响方式和影响程度不同,且岩石力学性能和破碎现象是多种力学参数的综合体现。因此,建立一种与真实岩石的抗压强度、抗拉强度、弹性模量和泊松比均相符的岩石离散元模型,将为岩石在不同载荷作用下复杂力学过程的仿真研究奠定基础。本文以EDEM软件的Hertz-Mindlin with bonding（HMB）接触模型为对象,对离散元各参数与岩石模型各项力学特性之间的关系进行了研究,提出了一种HMB岩石离散元模型建模方法,所建立岩石模型的抗压强度、抗拉强度、弹性模量和泊松比等四个力学参数均与真实岩石基本一致,应用本文所建立的岩石模型对岩石静动态特性,以及反击式破碎机中板锤对岩石的打击过程和反击板对岩石的反击过程等进行了仿真研究。主要成果如下:（1）根据EDEM软件中HMB接触模型的基本算法和粘结键拉伸断裂的方式不同,提出了强度断裂准则和几何断裂准则的概念,并将拉伸断裂时遵循强度准则的粘结键定义为“强键”,遵循几何准则的粘结键定义为“弱键”。（2）提出了全弱键HMB岩石模型的概念,并推导出了全弱键岩石模型的临界接触半径系数计算公式。应用全弱键HMB岩石模型,通过单轴压缩和单轴拉伸仿真试验,研究了颗粒接触半径系数α与岩石试样的抗压强度σc和抗拉强度σt之间的关系,构建出了一种高压拉强度比HMB岩石模型的建模方法。（3）在高压拉强度比HMB岩石模型的基础上,对岩石抗压和抗拉强度、弹性模量及泊松比等四个岩石力学参数与HMB模型中接触半径系数和粘结键诸参数之间的关系进行了研究,构建了四个岩石力学参数与接触半径系数和粘结键诸参数之间的数学模型,并总结出了拟合岩石抗压强度、抗拉强度、弹性模量及泊松比等四个力学参数的HMB岩石模型建模步骤。（4）建立了砂岩和花岗岩HMB模型并进行了仿真试验。结果表明,HMB岩石模型的弹性模量、泊松比、抗压强度和抗拉强度与目标值吻合度很高,且在高应变率载荷下的动态破碎特征与对照文献的试验结果基本一致。证明了按照本方法建立的HMB岩石模型,既可以应用于岩石静力学研究,也可以应用于动力学研究。（5）对HMB接触模型的算法、粘结键断裂特点及岩石破碎方式进行分析,提出了HMB岩石模型内部损伤和宏观破碎两种现象的量化评价指标,即损伤程度指标和破碎程度指标。应用这两个指标对单轴压缩仿真试验中岩石试样的损伤、破碎演化过程进行了分析,结果表明:单轴压缩中岩石试样存在四个阶段,即初始压实阶段、压实损伤阶段、径向膨胀阶段和宏观破碎阶段。（6）应用砂岩HMB模型进行了不同应变率载荷下的动态拉伸和动态压缩仿真试验。结果表明,砂岩HMB试样的抗压和抗拉强度均呈现出应变率相关性。其中,动态抗压强度在应变率小于140s-1时变化较小,应变率大于140s-1后动态抗压强度以幂函数规律增大,幂指数为0.35。动态抗拉强度在应变率小于40s-1时变化较小,应变率大于40s-1后以幂函数规律增大,幂指数为1/3。（7）建立了反击式破碎机三维模型,并应用砂岩HMB模型进行了冲击-反击仿真实验。对岩石HMB模型冲击破碎前后颗粒接触对接触长度的统计分析和对仿真结果的量化分析表明,岩石在冲击载荷下发生破碎时,断裂面的位置和姿态主要由力的传递路径决定,岩石内的初始损伤对冲击破碎的影响很小。（8）根据破碎程度指标、损伤程度指标和输入功,定义了破碎比能耗和破碎损伤比能耗,并对5种转子转速下岩石经过冲击、反击两次载荷作用后的破碎、损伤程度及其能耗进行了分析。结果表明,当转子转速600rpm（冲击速度25.12m/s）时,反击式破碎机既具有较高的生产率,又具有较低的比能耗。