隧道工程建设项目因其地质条件复杂,且在施工阶段对掌子面前方的地质条件勘察情况的不详细,众多工程风险因素错综复杂容易引起严重的后果。本次研究依托国道111线黄旗镇至杨树底下段盘山公路改建隧道工程,基于物元可拓理论与实际相结合的方法对蚀变围岩的等级进行辨别,室内试验结合数值模拟对土石混合体进行了宏-细观力学性质的研究,取得的主要成果如下所示:（1）学习物元可拓理论和熵权法相关理论,选取五个体现蚀变围岩性质的指标:岩石单轴抗压强度（Rc）、蚀变系数（Ja）、岩石质量指标（RQD）、地下水（ω）、岩体完整性系数（Kv）,使用物元可拓模型和熵权法建立模型进行计算,其结果与现场围岩等级进行比较分析,其结果准确率达到90.9%。（2）通过现场取样采集土石混合体,室内测定土和块石的密度、含水率和级配,并重制成50 mm×100 mm的圆柱型样品。通过单轴试验、三轴压缩试验,得到不同含石头量的情况下的物理力学参数;基于单轴、三轴试验,得到土石混合体抗压强度和裂隙发展规律及影响因素。（3）使用PFC^2D对土石混合体进行建模,对其剪切带的演化规律及影响因素进行研究,同时在基于细观力学参数基础上对土石混合体的宏-细观特性进行研究,其研究结果表明:薄弱面与块石长轴角度相比,薄弱面在决定剪切带形成的位置时起到了主导地位,且主破裂面出现于薄弱面附近;同一加载情况下,随着含石量的增加,剪切带形态逐渐变得单一,基于裂纹分析得出土石混合体的破裂属于累积性破坏;根据块石与土颗粒的刚度比的不同,表明刚度比大的试样剪缩、剪胀效应减小,但对峰值前的应变软化和破坏后的残余强度影响不大;基于力链对接触力的演化,得出接触力的传递是造成峰后曲线不一致的根本原因;基于力链组构对空隙率的研究,分析得出剪切带的形成和孔隙率的变化主要来自于高阶“环”,并且在试样破坏时,高阶“环”（）在起到了主导地位。通过对隧道蚀变围岩等级的判别和土石混合体宏-细观力学性质的研究,为隧道工程建设的顺利进行和降低隧道工程风险等具有一定的意义,并且对同类研究具有借鉴意义。