土石混合体广泛存在于水利工程领域,也是涉水地质灾害防治工程中重要治理对象,在我国经济建设与发展中起重大作用,因此十分有必要对土石混合体的力学特性进行研究。土石混合体在受剪状态下的力学响应及其变形破坏是其力学特性的重要研究方向,基于此,本文以三峡库区藕塘滑坡浅表层土石混合体为研究对象,通过原位试验、室内试验以及数值试验开展系统化研究,综合分析土石混合体剪切过程中的宏观力学行为和细观变化特征。本文主要研究内容及结论如下:1)在藕塘滑坡上从低到高依次选取4个原位试验点,其中高程最低处为消落带试验点,每个试验点制作3个原位试样,依次施加3级法向应力进行原位直剪试验研究。研究发现,在一定高程范围内,自然界中土石混合体滑坡的粒径组成特征具有一定的规律可循,这为建立高离散程度的土石混合体滑坡结构模型提供了参考。同时原位试验中所有试样的剪切应力-剪切位移关系曲线形状特征基本完全相同,其剪切过程可分为线性变形阶段、屈服阶段、峰值阶段以及应变软化阶段这四个阶段。2)每个原位试验点原地制取4个原状样,共计16个原状样运回实验室开展室内直剪试验,并测定其含水率、天然密度、颗粒级配等物理力学参数。与原位试验研究成果对比发现,室内试验与原位试验在剪切应力-剪切位移关系曲线形状特征、抗剪强度参数变化规律等方面是相同的,不同点仅体现在数值大小上的差异,原位试验由于没有受到过多的扰动与干预,其结果在数值上更大。对于土石混合体滑坡而言,随着试验点高程的变化,含水率变化不大,含石量随高程的增加而增大。同时土石混合体滑坡高程越高,该区域内土石混合体的内摩擦角φ越大,但粘聚力c越小,主要原因是含石量不同导致的。3)明确颗粒流PFC2D程序的基本原理,模拟出不同含石量情况下的PFC2D数值直剪试验,探究不同含石量对土石混合体力学特性的影响。研究发现,土石混合体的粘聚力c随含石量的增加而降低,内摩擦角φ随含石量的增加而增大,总体抗剪强度随含石量的增加而提高。通过观察剪切过程中土石混合颗粒体系的细观变化特征,发现不同含石量土石混合体结构内部裂纹的分布与发育规律基本相同,结构的整体失效是受剪切破坏与张拉破坏共同作用影响导致的,张拉裂纹在数量上明显多于剪切裂纹。较高的含石量可使颗粒间的相互作用程度增强,增大剪切带范围,限制土石颗粒间的相对运动,含石量的增加所导致力链网络中强力链稳定性的提高及数量的增加是土石混合体宏观强度增强的细观机理。因此,较高的含石量有助于土石混合体结构的稳定,对其有加固作用。