作为一种环境友好型筑坝材料,堆石混凝土(RFC)近年来已得到较为广泛的应用。但由于实际工程中堆石混凝土内部的岩块粒径远超过四级配骨料,可达500-1000mm甚至更大,因此难以通过大尺寸试验对其真实变形力学特性进行试验研究,这是目前制约堆石混凝土应用于高坝和高等别水工建筑物的关键技术瓶颈。从细观力学角度出发,可将堆石混凝土视为岩块-交界面-SCC三相构成的复合材料,通过获取各相力学参数构建堆石混凝土数值模型,可为预测堆石混凝土变形力学性能,研究其破损机理提供有效的数值工具。本论文主要针对目前研究较少的交界面力学行为开展了系列试验和数值仿真分析,主要研究内容有:1.开展岩块-界面-SCC三相复合试样的楔入劈拉试验,研究SCC标号、岩块表面不平整度以及石粉缺陷等因子对交界面承载力以及I型断裂性能的影响规律;根据岩石表面三维扫描结果对岩块表面进行粗糙度区分表征,分析不同粗糙度表征指标与试验结果的相关性、区分度以及发展规律。2.根据本次试验的断裂发展模式,通过适当假设改进J积分法使其适用于楔入劈拉试验,推导得岩块-SCC交界面抗拉强度以及拉伸软化本构关系的表征函数;分析SCC标号、岩块表面不平整度以及石粉缺陷对界面抗拉强度指标的影响规律;对各系列的上下包络软化曲线以及均值软化曲线进行双线性模型和指数模型参数化表征,为数值计算以及后续研究打下基础。3.构建岩块-界面-SCC三相复合试样的有限元数值模型,采用无厚度的粘聚力单元表征岩块-SCC交界面,基于推导所得软化曲线参数对楔入劈拉试验进行数值仿真研究;模拟软化曲线型式、SCC标号以及岩块表面粗糙度等因子对岩块-SCC交界面断裂性能的影响,并引入II型断裂参数对楔入劈拉试验中细观界面单元的断裂模式进行了探讨。4.将C15系列等效I型软化本构用于大体积堆石混凝土三点弯梁试验的数值模拟,根据试验中断裂面骨料的典型分布特征,构建三种具有代表性的岩块堆积方式的弯梁样本,分析有无界面单元以及界面单元黏结性能的强弱对于弯梁的裂缝扩展模式以及宏观荷载-竖向位移响应的影响。