토석 혼합물은 조성 및 구조가 매우 불균일한 혼합 매체로, 공학 분야에서 광범위하게 활용됩니다. 현재, 토석 혼합물의 암석 형태, 입자 파쇄 및 암석 함량과 함수율의 상호 작용에 따른 역학 특성에 대한 체계적인 심층 연구가 부족한 상황입니다. 암석 형태와 파쇄를 고려하고 대형 실내 직전단 실험과 이산 요소 수치 시뮬레이션을 결합하여 암석 함량과 함수율이 거시 및 미시 역학 특성에 미치는 영향을 체계적으로 연구하였습니다. 결과는 다음과 같습니다: 1) 암석 함량이 증가함에 따라 전단 강도 τ와 내부 마찰각 φ도 증가하며, 응집력 c는 먼저 증가하다가 약 40%의 암석 함량에서 최고점을 찍은 후 감소합니다; 입자 파쇄 지수 B_N^H는 점차 증가하지만 증가율은 점점 낮아집니다. 2) 함수율은 토석 혼합물의 강도에 뚜렷한 열화 작용을 합니다. 함수율이 증가함에 따라 전단 강도 τ, 내부 마찰각 φ 및 응집력 c가 모두 감소하며, 낮은 유효 압력하에서는 함수율이 전단 강도 τ 억제에 더 큰 영향을 미칩니다; 입자 파쇄 지수 B_N^H는 함수율 증가에 따라 비선형적으로 감소합니다. 3) 암석의 형태와 방향은 힘 사슬 분포 및 응력 집중 양상을 지배합니다. 입자 파쇄는 응력 집중이 일어나는 암석 모서리 부위에서 쉽게 발생하며, 이는 토석 혼합물 거시 강도의 비선형성의 내재 원인입니다.

토석 혼합물;이산 요소법;직전단 실험;암석 함량;함수율;입자 파쇄