土石混合材は成分および構造が非常に不均一な混合媒質であり、工学分野で広く応用されています。現在、塊石の形態、粒子の破砕、含石量と含水率の相互作用による力学特性に関して体系的かつ深い研究が不足しています。塊石の形態と破砕を考慮し、大型室内直接せん断試験と離散要素法数値解析を組み合わせて、含石量および含水率がその巨視的および微視的力学特性に及ぼす影響を体系的に探究しました。結果は次のとおりです。1）含石量の増加に伴い、せん断強さ τ および内部摩擦角 φ も増加し、粘着力 c は先に増加しその後減少し、含石量が約40％の時にピークに達しました。粒子破砕指数 B_N^H は徐々に増加しますが、増加率は徐々に低下します。2）含水率は土石混合材の強度に明らかな劣化作用があります。含水率の増加に伴い、せん断強さ τ、内部摩擦角 φ、および粘着力 c はすべて減少し、低い法線応力下では含水率のせん断強さ τ に対する抑制効果がより顕著です。粒子破砕指数 B_N^H は含水率の増加とともに非線形に減少しました。3）塊石の形態および配向は力連鎖の分布と応力集中パターンを支配します。粒子破砕は応力が集中する塊石の角部で起こりやすく、粒子破砕は土石混合材の巨視的強度の非線形性をもたらす本質的原因です。

土石混合材;離散要素法;直接せん断試験;含石量;含水率;粒子破砕