粗粒土在自然界中分布广泛、储量丰富,常被用作重载铁路路基填料。随着重载铁路轴重、车速和运输频率的提升,粗颗粒填料在循环荷载作用下的力学特性及变形特征受到众多学者的关注。目前对粗粒土的研究主要分为室内动三轴试验和数值模拟两种方法,室内试验很难从细观层面获得粗颗粒土内部位移和裂缝破坏的演化过程,粗粒土宏观力学特性内在机制不能得到很好的揭示。PFC作为离散元方法的一种,是细观分析的主要手段之一。在PFC动三轴数值模拟中,建立与室内试验具有相同宏观力学响应的数值模型是动三轴数值模拟的基础,选择合适的接触模型并标定细观参数是动三轴数值模拟的关键,采用不同的细观分析方法揭示粗粒土宏观力学特性内在机制是动三轴数值模拟试验的最终目的。因此,本文基于室内动三轴试验研究成果,开展了PFC动三轴数值试验研究,提出了细观分析方法,并分析了细观参数对宏观力学特性的影响。本文主要研究工作及成果如下:（1）基于已有的室内粗颗粒土动三轴试验数据,建立PFC2D动三轴数值模型,标定了数值模拟各细观参数,最终模拟结果与室内试验结果拟合较好。运用PFC内置的FISH语言,编写程序生成柔性边界,模拟后试样的破坏形态与实际试验更加接近,探究了柔性边界的可行性。通过PFC3D模型与PFC2D模型模拟结果对比,验证了二维模型表征三维受力情况的可行性及正确性。（2）分析了试样内部接触力、孔隙度、配位数的演化规律及位移场的分布。发现法向、切向接触力随着动应力的增大而增加,但当动应力高于临界动应力后不再增加。孔隙度和配位数能反映出试样内部是否出现破坏,当孔隙度增大、配位数减小时,试样内部即出现了破坏。随着动应力幅值的增大,试样内部剪切带形成并发展,剪切带角度由0°逐渐增大至45°,围压越大,试样的剪切带宽度越小。含水条件改变了试样的破坏模式,饱和试样呈剪切破坏,而非饱和试样内部出现一定的张裂破坏。（3）从细观的角度分析不同围压、不同动应力幅值下饱和试样孔隙水压力的变化规律,得出:对于饱和试样,不同围压及动应力幅值下试样最大孔压比均未达到1.0,试样并不会发生液化,但可能出现翻浆冒泥等基床病害。动应力幅值越大,孔压比最大值越接近1.0,越容易发生翻浆冒泥等病害。围压越大,孔压比最大值越小,越不易出现翻浆冒泥等病害,说明基床上部更容易发生翻浆冒泥病害。（4）分析了各细观参数对宏观变形特征的影响,为细观参数的标定提供思路,为路基填筑及改良提供建议。最终得出:刚度比对结果影响很小,线性有效模量、粘结强度越大,试样越不易破坏。在对路基进行改良或填筑时,应采取分层填筑以增大颗粒间的线性有效模量,选用土石混合填料或设置路基土工材料以增大颗粒间粘结强度。