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为了从细观角度研究渗透破坏的产生及发展过程，本文基于离散元基本理论、三轴试验以及流固耦合原理，采用颗粒流软件(PFC3D)与其内置的fish语言，确立了粘性土宏观参数(c、φ)与细观参数(bs、μ)之间的定量关系，编写了无粘性土的休止角颗粒流模型程序，快速、准确的对材料细观参数进行了标定。建立了砂砾石与砂的接触冲刷颗粒流模型，分别针对不同D10/d10比值(D10、d10分别为砂砾石、砂的有效粒径)下的接触冲刷模型进行模拟，分析了接触冲刷过程中砂砾石层及砂层的孔隙率、细砂流失量和颗粒运动轨迹等参数随渗流作用时间的演化过程，尝试探讨了水头加载级数、砂砾石层颗粒形状和孔隙率的变化对接触冲刷的影响。针对多层堤基上覆粗粒土中不同细料含量情况，模拟了堤基渗透变形发展过程，获得了渗透变形的细观参数和运移特点并分析了颗粒流失量等参数的变化规律。并得到以下结论：
(1)采用控制变量法与莫尔-库伦准则相结合对粘性土进行了细观参数的标定，有效的减小了传统标定法的试算工作量，建立了土体宏观强度参数(c、φ)与细观参数(bs、μ)的函数关系式。得到宏细观参数关系如下：粘聚力c与切向粘结强度bs呈线性正相关，内摩擦角?与切向粘结强度bs及摩擦系数μ成指数关系。
(2)砂砾石与砂的接触冲刷细观发生发展过程中，当D10/d10≤12时，细砂层颗粒流失量及孔隙率变化较小，模型未发生破坏；当D10/d10≥14时，细砂层颗粒流失量及孔隙率骤然增大，模型发生破坏；即可认为模型发生破坏的临界比值(D10/d10)在12～14之间。细砂层颗粒流失最先发生在远离加压水头端细砂层与砂砾石层接触面处，随着计算时间步的增加，细砂层颗粒流失逐渐沿着砂砾石层及细砂层接触面向加压水头端发展，当细砂层颗粒流失达到一定程度，上部砂砾石层将发生沉降。而细砂层颗粒在上部砂砾石孔隙中的迁移路径是不规则的，具有随机性。
(3)在探讨水头加载级数、砂砾石层颗粒形状和孔隙率的变化对接触冲刷的影响时发现，细砂层颗粒流失量随着加压水头加载级数的增大而降低，加压水头加载的越快发生接触冲刷产生的危害就越大。上部砂砾石颗粒为异形状时细砂层中颗粒的流失量略小于上部砂砾石层颗粒为球形时。在接触冲刷过程中上部砂砾石层孔隙率的变化对细砂层颗粒流失的影响较大，它随着上部砂砾石层孔隙率的增加而增加。
(4)在模拟多层堤基上覆粗粒土层中不同细料含量时发现，上覆粗粒土层中细料含量为10%、20%时，在渗透力作用下细颗粒在骨架颗粒孔隙中流动，表现为管涌型破坏，且上覆粗粒土层中细料含量越少，细砂层越易破坏。当细料含量为30%时，首先管涌口附近土体发生流土型破坏，而后上覆粗粒土骨架颗粒与细砂层颗粒同步流失并逐步向上游发展，表现为管涌型破坏，整体颗粒流失呈过渡型渗透破坏。
(1)采用控制变量法与莫尔-库伦准则相结合对粘性土进行了细观参数的标定，有效的减小了传统标定法的试算工作量，建立了土体宏观强度参数(c、φ)与细观参数(bs、μ)的函数关系式。得到宏细观参数关系如下：粘聚力c与切向粘结强度bs呈线性正相关，内摩擦角?与切向粘结强度bs及摩擦系数μ成指数关系。
(2)砂砾石与砂的接触冲刷细观发生发展过程中，当D10/d10≤12时，细砂层颗粒流失量及孔隙率变化较小，模型未发生破坏；当D10/d10≥14时，细砂层颗粒流失量及孔隙率骤然增大，模型发生破坏；即可认为模型发生破坏的临界比值(D10/d10)在12～14之间。细砂层颗粒流失最先发生在远离加压水头端细砂层与砂砾石层接触面处，随着计算时间步的增加，细砂层颗粒流失逐渐沿着砂砾石层及细砂层接触面向加压水头端发展，当细砂层颗粒流失达到一定程度，上部砂砾石层将发生沉降。而细砂层颗粒在上部砂砾石孔隙中的迁移路径是不规则的，具有随机性。
(3)在探讨水头加载级数、砂砾石层颗粒形状和孔隙率的变化对接触冲刷的影响时发现，细砂层颗粒流失量随着加压水头加载级数的增大而降低，加压水头加载的越快发生接触冲刷产生的危害就越大。上部砂砾石颗粒为异形状时细砂层中颗粒的流失量略小于上部砂砾石层颗粒为球形时。在接触冲刷过程中上部砂砾石层孔隙率的变化对细砂层颗粒流失的影响较大，它随着上部砂砾石层孔隙率的增加而增加。
(4)在模拟多层堤基上覆粗粒土层中不同细料含量时发现，上覆粗粒土层中细料含量为10%、20%时，在渗透力作用下细颗粒在骨架颗粒孔隙中流动，表现为管涌型破坏，且上覆粗粒土层中细料含量越少，细砂层越易破坏。当细料含量为30%时，首先管涌口附近土体发生流土型破坏，而后上覆粗粒土骨架颗粒与细砂层颗粒同步流失并逐步向上游发展，表现为管涌型破坏，整体颗粒流失呈过渡型渗透破坏。