近一个世纪以来发生砂砾土液化灾害的强震事件多达15余次,人工岛、人工填筑堤坝、天然砂砾土地基均出现过地震液化灾害风险,其中2008汶川地震出现的大范围天然场地砂砾土液化现象更是突破了“砂砾土渗透系数高、刚度大、强度高、不易液化”的传统认识。由于对砂砾土液化机理和震害表现认识的不足,目前国内外规范普遍缺乏砂砾土地震液化判别方法条文。天然沉积级配不良砂砾土具有间断级配特征,可近似等效为二元介质混合物,其相较于均匀介质具有更加复杂的颗粒堆积结构体系,相应的力学行为特征也差异显著,当前适用于砂土的地震液化判别方法不适用于砂砾土,因此亟需认识二元介质混合物粗-细颗粒细观相互作用机制与砂砾土宏观力学特性演化规律,发展砂砾土地震液化灾害评价方法。本文基于离散元数值方法构建了二元介质混合物等效骨架孔隙比表征方法,分析了二元介质混合物动力行为特征的演变规律,发展了适用于砂砾土粒径缩尺试验的异质模型相似律,基于动三轴试验建立了砂砾土抗液化强度剪切波速表征模型,并通过离心机振动台试验和2008汶川地震液化案例数据进行了验证。本文所做的主要工作和研究成果如下:（1）基于离散元数值方法对等效骨架孔隙比表征方法中的三个关键参数给出了预测方法,其中,划分“类细粒土”与“类粗粒土”的界限含量、表征粗颗粒对“类细粒土”加劲作用的系数m、表征细颗粒对“类粗粒土”骨架支撑作用的系数b均受试样粒径比的影响;等效骨架孔隙比相等时,二元介质混合物的剪切波速与粗粒含量呈非线性关系,其细观机理为二元介质混合物的体积加权配位数Cv与粗粒含量呈非线性关系而与剪切模量呈线性关系;“类细粒土”的动强度曲线会随着粗粒含量的增加存在顺时针旋转趋势,其细观机理是大振幅下高粗粒含量试样的剪胀性充分发挥,使得抗液化性能提高显著,低振幅下主要是细粒组分发生液化,粗粒含量越高细粒组分的孔隙比越大,使得试样更易液化;二元介质混合物振动液化过程中主要是细颗粒发生液化,少量粗颗粒也会发生液化,粗颗粒对“类细粒土”有骨架加劲作用,对“类粗粒土”有骨架支撑作用。（2）基于Iai广义相似律建立了适用于砂砾土粒径缩尺试验的异质模型相似律,并通过开展二元介质混合物动力行为试验数值模拟验证了异质模型相似律在强异质问题和弱异质问题中的适用性;基于缩尺样和原型样力学行为响应的差异特征,对真实砂砾土开展粒径缩尺试验的方法选择给出了建议。（3）基于砂砾土固结不排水剪切试验证明了临界状态处土体的内摩擦角与颗粒级配的无关性,并确定了等效骨架孔隙比表征方法的具体参数;等效骨架孔隙比相等时,“类砂”特性砂砾土的动强度曲线会随着砾石含量的增加存在顺时针旋转趋势,剪切波速呈非线性增大趋势,但动强度修正函数和剪切波速修正函数均不受等效骨架孔隙比影响;基于社本振后体变表征模型发展了考虑砾石含量的砂砾土振动体变表征模型;基于等效骨架孔隙比构建了砂砾土与等效砂土组分之间的动强度和剪切波速表征函数,在“周-陈模型”（zhou-chen model）的基础上建立了考虑液化振次和砾石含量的砂砾土抗液化强度剪切波速表征模型,并提出了砂砾土地震液化判别方法。（4）基于等效骨架孔隙比开展了砾石含量为0、20%和60%的三组离心机振动台试验,试验结果表明川西砂土CRR-Vs1相关关系可以准确判别GC0模型地基中的液化点,在GC20和GC60模型地基中出现了约50%～70%的液化误判点,基于本研究提出的砂砾土地震液化判别方法可以准确判别GC20和GC60模型地基中的液化点,准确率超过90%,表明本研究提出的砂砾土抗液化强度剪切波速表征模型具有较高适用性;砂砾土振动体变表征模型可以准确预测无地震历史影响的砂砾土场地沉降,通过在砂砾土振动体变表征模型中引入地震历史影响因子SHR可以较为准确地预测存在地震历史效应的场地振动沉降;基于三组试验的动力响应结果评价了异质模型相似律在强异质场地动力响应中的适用性。（5）提出了基于剪切波速的地震液化现场调查方法框架和数据处理方法,基于2008汶川地震现场调查形成了81个覆盖不同土性的液化和非液化案例,并选择其中四个典型场地展开详细的案例研究和液化判别分析;数据库汇总结果表明砂砾土的剪切波速会随着砾石含量的增加而非线性增大,适用于砂砾土的液化判别线相较于砂土存在“右移”趋势;应用川西砂土CRR-Vs1相关关系进行液化判别时出现的液化误判点均为砾石含量高于30%的案例,而基于本研究提出地砂砾土地震液化判别方法可以准确判别数据库中的液化点。本文基于多尺度宏细观研究方法,揭示了二元介质混合物动力行为的演化规律,发展了砂砾土地震液化灾害评价方法,建立了适用于砂砾土粒径缩尺试验的异质模型相似律,对岩土地震工程的理论研究和工程实践具有理论和应用价值。