用于海底电缆抛石保护的堆石体，作为一种水下工作的离散介质，是保证海底电缆不受外力破坏正常运行的关键。对堆石体力学性能开展实验研究和理论研究，获取堆石颗粒的重要参数，然后建立正确的离散元模型来研究堆石坝的抗锚害能力，对海底电缆的安全运行评估具有重要的指导意义。本文从室内实验和颗粒力学理论两个方面对堆石体的力学性能进行了研究，建立了宏观可测的物理量同颗粒微观参数之间的关系，最后对海底电缆的抛石保护工程计算评估，主要内容如下：　　1.本文首先针对影响堆石体力学性能的重要参数设计了用于海底电缆抛石保护的碎石颗粒的侧限压缩实验和直剪实验，分别进行了三种粒径、干湿两种条件下的室内实验，得到了不同情况下堆石体的侧限压缩模量和内摩擦角，研究了颗粒粒径和干湿情况对堆石体重要参数的影响。　　2.从经典力学出发，结合土力学和流体动力学知识，推导出了堆石体经修正后的弹性势能模型和含塑性变形的增量本构模型。将弹性势能模型用于求解堆石体自然堆积状态和三轴压缩情况下内摩擦角，对颗粒间咬合作用进行定量估算。在堆石体的弹性增量本构模型中，引入破碎应力以考虑颗粒破碎对堆石体本构关系的影响。最后，利用含塑性变形的增量本构模型求解侧向压缩问题，得到不同粒径、不同颗粒线刚度下的应力-应变关系曲线，进而给出了侧向压缩模量随颗粒刚度变化的拟合曲线。　　3.基于离散元软件3DEC，对堆石体的侧限压缩实验和直剪实验进行模拟，得到侧限压缩模量随颗粒刚度变化的拟合函数和内摩擦角随摩擦系数变化的拟合函数，然后代以实验值获得3DEC相应的微观输入参数，最后对海底电缆的抛石保护工程进行落锚和拖锚仿真计算。