铁路交通不仅是人民日常生活中必要出行方式,还是国家经济发展的大动脉。有砟轨道凭借自身经济性与适用性,在客运、货运领域广泛使用。道床是由大量道砟颗粒组成的散粒体系统,在列车荷载作用下道砟颗粒破碎是导致有砟道床整体力学性能下降的重要原因。因此,研究铁路道床道砟颗粒破碎过程有着重大的理论意义和实际工程应用价值。本文基于道砟颗粒真实形状,实现颗粒可破碎模型精细化建模,以数值试验为研究手段,从单颗粒、颗粒系统两个角度出发,研究铁路道床中道砟颗粒破碎过程。具体工作内容如下:（1）利用三维激光扫描仪采集道砟颗粒信息,基于颗粒表面稠密点云,重构道砟颗粒精细化模型,建立道砟颗粒三维模型库,并以颗粒特征长度为核心参数,建立颗粒形态分析三维评价指标。（2）提出动态填充法,基于道砟颗粒真实形状,实现颗粒可破碎模型精细化建模,采用单颗粒无侧限单轴压缩数值试验方案,利用颗粒破碎分析通用方法,分析单颗粒破碎过程。结果表明:单颗粒破碎过程存在明显阶段性变化,可分为以下四个阶段:颗粒转动、接触稳定、局部破碎和完全破碎。（3）从数值试验影响因素外部、内部性出发,采用控制变量法,研究加载速度和颗粒形状对单颗粒破碎的影响。结果表明:加载速度与颗粒形状对单颗粒破碎过程存在显著影响。前者体现在颗粒与加载板直接接触区域局部破碎程度会随着加载速度的增大而加大,后者则是受道砟颗粒外观形状不规则的影响,导致颗粒表面的平整度影响其与加载板表面接触面积。颗粒形状越是平整,颗粒破碎脆性破碎特征越明显。（4）采用不规则颗粒空间分布法,基于箱型数值试验方案,建立道床颗粒系统简化模型,从宏观、细观两个角度,分析道床颗粒系统破碎过程。结果表明:在宏观角度,道床颗粒系统破碎呈阶段性变化,可以分为四个阶段:颗粒压实、破碎萌生、破碎增生、破碎后期。在细观角度,道砟颗粒受颗粒间相互作用而破碎有三大特征:折角破坏、挤压破碎、多点接触。