本公开提供的堆石混凝土三维细观数值模型、构建方法和装置，通过在样本空间内生成用于表征堆石混凝土中堆石的凸多面体随机骨料，模拟重力密实堆积过程完成堆石的随机摆放，在各堆石表面形成对应面网格；检测存在潜在接触的堆石面网格，对其进行局部面网格调整，生成接触面，得到堆石自承骨架；在所述堆石自承骨架和所述样本空间的边界的约束下，通过三维体网格对堆石、自密实混凝土和界面过渡区进行离散，得到所述堆石混凝土三维细观数值模型。本公开基于多面体随机骨料，能真实、准确地反应堆石混凝土的物理特性；通过检测存在潜在接触的堆石网格，并按照最优策略进行局部网格调整，生成的堆石接触面和堆石边界面能充分的表征堆石自承骨架特性。