岩石材料具有明显的非均质性和尺寸效应现象，从而使得岩土工程设计时岩石力学参数的选取存在困难性，这一众所周知的问题迄今为止仍没有得到很好解决。有鉴于此，本文选取不同粒径大理岩为研究对象，采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法，从材料的非均质性出发，对岩石的声学特性、尺寸效应、强度和变形特性、以及脆-延性转化进行了分析研究，力图为现场工程设计时岩性参数的选取提供参考依据。 首先，对岩块和岩样进行了超声波测试，研究了岩石的声学特性以及声学参数的离散程度。其次，利用RMT-150B型伺服试验机对不同粒径不同尺度的岩样进行了单轴压缩试验，研究了材料的非均质性和尺寸对岩石强度和塑性变形等力学参数的影响规律，同时建立了能够反映残余强度在内的单轴压缩下岩石损伤统计本构模型。然后，基于等围压三轴压缩试验结果，研究了不同粒径大理岩的强度和变形特性，提出利用单一岩样进行逐级围压加载路径下的压缩试验，以此确定岩石的粘聚力和内摩擦角，这样可以消除不同岩样之间的差异对试验结果的影响。最后，采用岩石破裂全过程分析系统RFOPA2D，对围压下不同尺寸的岩石进行了数值模拟试验，研究结果表明，围压越大，岩石强度的尺寸效应越不明显，即尺寸对强度的敏感度越低。