随着我国科技实力的不断提升,铁路已经一跃成为我国交通出行和货物运输的重要工具。铁路主要分为有砟和无砟两种形式,目前国内大部分采用的都是有砟铁路。但有砟铁路在使用期间会出现道砟劣化的情况,严重则会引起列车运行的安全问题。过往的试验中只能观察到试验宏观现象及结果,对道砟间接触、相互错动等细观力学无法实时把控,因此无法具体分析道砟产生劣化行为的机理。但通过数值模拟的手段,可以从微观角度分析道砟单元之间的接触行为、观测道砟在不同时刻的状态,从而分析他们产生的力学特征,很好的弥补了试验的不足。本文利用离散元软件尽可能真实的模拟道砟之间的接触行为,从而分析其力学特性。首先采用三维激光扫描技术对道砟不规则的几何外形进行扫描和获取,然后在离散元软件中建立簇颗粒模型以尽可能接近真实的道砟形状,再在道砟层中掺入橡胶材料的弹性碎石再进行数值计算,从而研究道砟的力学特性及弹性碎石的添加对其力学特性的影响。本文主要研究内容如下:（1）利用离散元数值模拟软件建立接近真实形状的道砟模型,掺入一定量的弹性碎石并研究混合试样的力学性能及运动状态的变化,从而深入分析道砟的劣化机理。通过模拟计算发现,道砟颗粒的应力-应变关系、力链以及接触力与弹性碎石的掺量存在一定的关系,当弹性碎石存在于道砟单元内部的孔隙中时,道砟颗粒的峰值应力大小及应力变化速率受到影响。道砟由于其表面棱角引起的应力集中现象也得到一定程度的缓和。（2）静三轴模拟中,荷载作用力沿着下、径向两个方向传递,。弹性碎石的掺入改善了道砟颗粒因其表面局部尖锐引起的应力集中现象。从细观角度表现为,碎石的体积配合比与试样内部的初始弹性模量、峰值应变、最大接触力、平均接触力的大小成反比。当弹性碎石掺量在3%时残余强度最高,其他掺量下残余强度大小相当。（3）循环荷载时,道砟试样的累积塑性应变与弹性碎石体积配合比的大小成正相关,初始阶段迅速发展,随着循环次数增加逐渐稳定。综合静三轴、动三轴试样的模拟,结合累积塑性应变、接触力、力链分布、转动角速度等宏微观指标得出:弹性碎石的最佳体积掺量为3%,此时能降低试样内部的接触力,减小试样扰动,减少发生破坏的概率。