级配碎石基层的工程设计和建设迫切需要一种有足够力学依据和实际验证的方法来评价级配碎石的路用性能，以取代以往的经验加实验的设计方法来指导工程技术人员进行合理设计。由于级配碎石是大粒径多级配的散体物料，其工程性质相当复杂。为了正确描述其工程性质，一个较好的途径就是从它的细观结构出发，结合实验参数建立细观结构模型以模拟其工程力学性质。目前，许多研究者虽然提出了一些所谓的微细观力学模型，但完全从微细观层次上考虑级配碎石的模型还较少。正是在这种背景下，本文开展了相关的研究工作。级配碎石的模量是影响其工程力学性能的主要因素。级配碎石模量不仅与其应力状态有关，还与其本身的组构关系、级配、加载速率等有密切的关系。本文通过虚拟试验，研究级配碎石模量的变化趋势；通过不同的虚拟试验，研究了影响级配碎石的模量的各种因素。希望能够从细观层次上建立级配碎石的分析模型，为级配碎石细观结构分析提供一种分析方法和工具。 本文的主要工作包括： 1．离散单元法及其应用程序PFC的理论研究工作。 2．级配碎石室内实验，为数值模拟提供相应的宏细观参数。 3．随机多边形生成算法及其相应的程序设计 4．级配碎石的虚拟试验及结果分析。 在前人对级配碎石所做研究的基础上，本文在以下几个方面有所创新： 1．首次采用离散元软件PFC对级配碎石的回弹模量进行了系统的研究，结果表明采用离散元软件对级配碎石进行分析比较理想； 2．自行开发的多边形生成子程序代表碎石内部细观结构，并给出了相应的计算程序。开发了配位数的计算子程序，可以进一步揭示重复荷载作用下内部细观组构的演化； 3．引入混合料的折断级配原则对级配碎石进行了级配设计，结果表明折断级配是一种较好的级配碎石级配设计方法，能够满足其路用性能以及力学性能的要求； 4．首次提出了基于DEM级配碎石级配设计方法。