随着我国经济建设的快速发展、工程建设规模日益增大,工程中因涉及结构松散的土石混合体而引发的灾害时有发生,造成了巨大的生命和财产损失。注浆胶结提高土石混合体的整体性是实践中的常用技术之一,开展胶结土石混合体的基础理论和试验研究可为相关工程的灾害防控提供科学依据。本文综合运用实验室试验、数值模拟和现场实测等手段,分析了胶结材料、含水率、块石粒径、水胶比、土胶比、石胶比等因素的影响规律,对胶结土石混合体力学特性和破坏机理进行了系统的研究。主要取得以下成果:(1)基于土体、岩石、胶结材料的物理化学性质,分析了水泥和地聚合物土石混合体的胶结特性,提出了胶结土石混合体可以看作由胶结土体、块石和胶结土体与块石的交界弱面共同组成的多相系统。(2)开展了胶结土石混合体力学特性的试验研究,对比分析了胶结强度、含水率等对胶结土石混合体力学特性的影响规律。得出胶结土石混合体力学特性变化是各种因素对胶结土体、块石、胶结界面综合作用的结果,其中力学特性与胶结强度呈正相关,与块石粒径、水胶比、土胶比、石胶比呈负相关。(3)构建了胶结土石混合体颗粒流数值模型,系统研究了胶结强度、含石量和块石粒径等关键参数对胶结土石混合体力学特性及裂隙演化过程的影响规律,揭示了胶结土石混合体强度发育和失稳破坏的细观力学机制。(4)建立了影响因子显著性评价模型,研究了抗拉强度、抗压强度、粘聚力、内摩擦角等对水胶比、土胶比、石胶比、块石粒径的敏感性,得到了胶结土石混合体力学特性的主控参数;提出了土石混合体胶结加固设计方法。该论文有图58幅,表31个,参考文献99篇。