在经济快速发展的新形势下,为使交通适应经济发展的需求,我国大力推广高速铁路建设。级配碎石具备抗反射裂缝、改善路基承载力、减小差异沉降、耗散振动能量以及增强排水隔水功能等优点,普遍用于铁路路基基床填料。然而,列车荷载的长期重复导致碎石层散粒体材料空间结构和内部传力机制发生变化,从宏观上造成功能层累积变形加剧,力学性能减弱,最终可能产生路基不均匀沉降,在多积水区域可能存在翻浆冒泥等病害,增大养护维修成本。因此,碎石层力学性能的演化直接影响路基长期服役能力。本文基于颗粒离散元法,建立考虑级配碎石颗粒形态特性的二维数值模型,结合室内三轴试验,对动静载下级配碎石填料的宏细观力学行为进行探究。（1）采用数码显微镜对不同形状的碎石颗粒进行扫描,依靠DIP（数字图像技术）对不同粒径组内扫描颗粒的轮廓、几何参数进行编号统计,建立样本数据库。根据几何尺寸数据引入形状、棱角、纹理的形态特征参数,对碎石颗粒的形态特征进行分析并统计其分布。为获取与总体形状特性相似的碎石颗粒数值模拟样本,选取形状指数和棱角指标在大样本下进行多目标分层抽样,以所抽取颗粒的轮廓文件创建非规则块体,作为数值模型的颗粒单元。（2）基于颗粒流软件PFC2D建立级配碎石双轴模型,为探究孔隙率与围压改变对模拟结果的影响,本文设置三个孔隙率的试样分别在三个围压下进行加载,共9个试样。模拟过程中采用柔性围压边界,碎石块体颗粒的替换方式为等位替换。以室内试验的应力应变曲线为基准,用控制变量法对单个双轴试样细观参数进行试算,并以最终计算结果与室内试验对照,按照孔隙率的减小、围压的增加的顺序,级配碎石试样的剪切强度由143k Pa增大到1059k Pa。（3）引入力链和组构张量对接触力随加载过程进行描述,并以平均接触力对力链的强弱进行划分。随着偏应力增加,力链由随机分布逐渐靠近主应力方向,在峰值处与主应力方向相同的强力链最多,随着试样的破坏,部分弱力链随着试样变形向水平方向分布。由组构张量矢量图得出在加载前接触分布均匀,分布类圆形,在加载后接触在主应力方向的分布变多,分布类“花生”形;剪切带两侧的颗粒位移量最大,剪切带内的颗粒转动角度较大,且多为逆时针转动,剪切带外的颗粒多数未发生转动,所以发生线性运动的颗粒多于转动的颗粒,与颗粒运动机制统计结果一致。（4）应力水平40%是试样累积变形是否收敛的临界值,围压增加有助于改善材料的累积变形特性;试件破坏工况条件下,材料滞回曲线经历由较饱满到狭长再到变胖的演化过程,塑性累积变形曲线呈倒“S”形。（5）随着荷载次数的增加力链逐渐与荷载方向一致,在较小的动应力下力链为随机分布,与初始状态相似。随着动应力增大,力链所传递的应力增大,竖直方向的力链线条变粗、数目增多。应力水平是影响力链分布规律的主要原因。围压越大,试样接触数目越小,接触分布各向异性较弱,偏向类圆形,动应力水平较大时多数接触分布仍与竖向荷载方向一致,偏向类“花生”形。围压对颗粒运动有一定的约束作用,围压越大“围箍”作用越明显,颗粒不容易产生相对移动,位移量较小,材料越不易发生破坏。