碎石集料,作为一种散体结构工程填料,广泛应用于坝体工程、公路路基、铁路有砟轨道结构等工程中,其力学特性直接影响到工程结构的安全稳定性。本文综合运用试验分析、数值模拟方法对循环载荷作用下碎石集料的力学行为及影响因素进行了深入研究,探究了碎石集料力学参数与影响因素间的变化关系,从宏细观角度分析了碎石集料的破裂机理,并提出了可改善碎石集料力学特性的方法。论文主要研究成果如下:（1）通过碎石集料循环载荷作用试验,分析了颗粒级配、材质配比、载荷频率以及幅值对碎石集料宏观力学特性的影响。研究发现,调节级配中细颗粒的含量、级配曲率系数或岩石材质均可有效提高碎石集料力学性能,此外碎石集料变形特性均随着载荷频率或幅值的增高而增高,破碎度与载荷幅值呈正相关,与频率呈负相关的关系;（2）采用PFC^2D颗粒流软件对试验条件下的碎石集料宏细观力学特性进行了模拟分析,并与试验结果进行了对比,发现碎石集料的宏观力学特性与试验结果基本一致,得到了符合碎石宏观力学特性的细观参数,并通过构建可破碎颗粒簇从宏细观角度上分析了不同影响因素情况下碎石集料破裂演化规律;（3）进行了高频条件下碎石集料的模拟分析,得到了高频条件下碎石集料宏细观力学特性的演化规律,揭示了其破裂机理。发现高频条件下,变形参数与频率间存在线性关系,而与幅值间存在指数关系;且10Hz作为高低频转折点,其力学特性演化规律并非在正常变化范围内,与其它频率作用均出现了不同的变化趋势;（4）研究发现,在规范级配范围内选取曲率系数较低的级配或选取抗破碎性能较优的碎石均有利于提升碎石集料抗变形能力,同时,在载荷频率、幅值较低的情况下,碎石集料产生的沉降变形均较小,此外,talbot指数为0.4的级配也可作为工程级配进行参考设计。