在颗粒离散元法中,采用内外不同尺寸度(分层)建模法可以减少计算量,有效提高计算的精确度,进而对隧道、边坡等大尺度工程问题进行建模计算.虽然分层建模法在模型生成、接触分配等方面可行,但其在加载条件下的力学行为是否与常规模型相同、计算结果与室内试验的匹配程度仍是未知.从宏细观角度分析了岩石分层模型单轴压缩试验的有效性,探究外内层平均粒径比、内层模型尺寸对分层模型抗压强度的影响,并通过室内试验与模型计算结果进行对比.研究结果表明,岩石分层模型的分层结构不会对其在单轴压缩条件下的宏观力学性质产生异常影响,力在层交界面处可以正常传递,但分层结构会使模型吸收、储存、消耗更多的能量.分层模型单轴抗压强度随外内层平均粒径比的增大而增大,随着内层体积的增大,分层模型单轴抗压强度呈先增大后减小的趋势.采用分层模型匹配岩石试样的单轴抗压强度时,首先确定内层、外层平均粒径和内层模型尺寸,可提高参数匹配效率,最终选取内层、外层平均粒径为2mm、3mm,外内层体积比为7.00.岩石分层模型可以表现出与室内试验相同的单轴压缩力学特性以及宏观破裂特征,破坏方式均为张拉剪切混合破坏,分层结构不会对裂纹由细观向宏观发展产生异常影响.