颗粒物质常见于自然界和日常生产生活，被广泛应用于各个行业和领域。在岩土工程中，大部分岩土材料均由颗粒构成，由于在生产和开采过程中，颗粒内部存在不同程 度的裂隙和缺陷，导致在应用时破碎现象较为显著。颗粒破碎作为散体材料的重要特征， 对其承载、变形、渗透等性能产生显著影响，而现有的研究成果主要集中于宏观视角下 颗粒破碎对力学性能的影响以及破碎过程中微观力学机理的模拟，对于颗粒破碎过程的 细观机理研究相对较少。本文针对康略高速修筑过程中产生的千枚岩弃渣颗粒，采用试 验与理论推导，并辅以离散元模拟的研究方法，主要研究其在侧限压缩条件下细观自组 织结构演化规律及Markov链概率模型，具体的研究内容和主要成果如下：
（1）对千枚岩弃渣颗粒进行XRD试验及风化程度判断，得到了千枚岩弃渣的主要 矿物成分与风化界定。为了降低试验随机性对颗粒破碎情况的影响，设计了涵盖连续级 配、均匀级配、间断级配和单一级配共四种级配方案，并结合堆积高度和加载速度两个 因子，共进行了 81 组试验，确保试验数据的全面性和可靠性。基于千枚岩颗粒的侧限 压缩试验，模拟千枚岩颗粒在自然条件下的破碎变化情况，在获得筛分试验数据的基础 上，首先总结了破碎前后粒度分布的规律，随后使用颗粒相对破碎率指标对破碎程度进 行量化，分析了颗粒破碎情况随粒径大小、堆积高度和加载速率的变化规律。
（2）将荷载位移曲线上的每次波动定义为“狭义自组织”，量化了细观状态下的 荷载波动特征，通过编写Matlab程序，分析荷载位移曲线的波动主导因素及波动类型。 在此基础上进一步分析了自组织与荷载、波动振幅、时间和位移之间的分布规律，揭示 了颗粒破碎自组织受限的本质原因与自组织微振幅的持续性与高频性，进一步验证了自 组织现象的微观演化机制。
（3）通过构建位移维度分析框架，研究了单位位移内自组织频次呈现的速率依赖 性：低速加载时频次平稳递减（相邻区间差异<5%），而中高速加载出现频次分布一致 现象。结合相关性回归分析，证实加载速率提升会使典型峰值频次产生80%最大降幅， 且中速加载比高速更易触发规律性波动导致的频次一致现象。
（4）不同粒径颗粒的配位数演变是构建Markov链模型的关键，通过离散元模拟， 用以量化描述粒径跨度s、竖向应力δv及颗粒形状ζ对颗粒配位数的影响。利用单参数 与双参数Weibull 分布函数共同形成破碎概率矩阵β和存活概率矩阵S，最终建立了一 步转移概率矩阵P，构建了考虑颗粒系统初始和终止状态的Markov链概率模型。
（5）通过对本文侧限压缩试验后的颗粒进行筛分，并与模型预测的破碎后粒径分 布曲线（计算PSD）进行对比，预测级配曲线与实测曲线对颗粒破碎的细化的趋势，结果表明Markov 链模型能较好反映破碎后粒径分布特征。同时采用钙质砂侧限压缩试验 数据进一步验证模型的普适性，确保其适用于不同岩性颗粒材料。

：路基工程；千枚岩；侧限压缩；自组织；颗粒破碎；Markov模型