土石混合体是一种有着强烈的不均匀性、非连续性、非线性的特殊工程地质材料。土石混合体的宏观力学性质与块石的含量、大小、形状等细观结构特征密切相关,深入研究土石混合体的细观结构及其结构性评价方法对于土石混合体的工程应用具有重要的理论意义和实用价值,现有研究表明土石混合体的波动传播特性对含石量及密实程度非常敏感。鉴于此,本文以获取土石混合体细观结构特征为出发点,采用PFC离散元颗粒流数值模拟技术,建立土石混合体的细观结构模型,研究土石混合体的波动传播特性,分析土石混合体细观结构参数对波动传播特性的影响。主要研究内容及成果如下:（1）通过对土石混合体的细观结构特征进行分析和定量描述,选取含石率、块石特征尺寸和块石形状三个参数,基于PFC软件,针对不同的块石形状,建立了块石模板,在构建模型时可直接从模板库中调用块石模板,最终建立了不同细观结构参数的土石混合体数值模型。（2）基于土石混合体的细观结构模型,开展波动传播过程的数值模拟分析,对影响土石混合体波场特征的震源、边界条件等进行了研究,确定了波动分析的激发方式、边界条件及信号采集测点的分布。在此基础上,计算获得了不同含石量、块石特征尺寸及块石形状条件下土石混合体的波动响应信息。（3）基于不同细观结构条件下土石混合体的波动响应信息,分析了不同细观结构参数对波动时域参数的影响。结果表明:随着含石率的增加,其首波振幅也随之增加;起跳时间随之减小;随着块石特征尺寸的增大,首波振幅逐渐减小,起跳时间逐渐增大;土石混合体三种不同块石形状的首波振幅呈现:圆形最大、正方形次之、长方形最小;起跳时间:长方形最大、正方形次之、圆形最小的规律趋势。（4）基于傅里叶变换和小波分析相结合的方法对波动信号进行处理,分析了土石混合体细观结构参数对波动传播频域参数的影响。结果表明:随着含石率的增加,其频域的最大振幅、主频和加权谱面积逐渐增大;随着块石特征尺寸的增大,其频域的最大振幅、主频和加权谱面积逐渐减少;块石形状的不同,其频域波形图中最大振幅和加权谱面积规律不明显;但主频有正方形最大、长方形次之、圆形最小的明显趋势。（5）基于土石混合体试样的波动测试试验,通过对采集的信号进行处理和分析,得到了含石率与波动传播时频参数的相关关系,验证了数值模拟分析的可行性。