粒子物理学的发展是标准模型建立和验证的一首壮丽史诗。目前，标准模型能解释绝大部分粒子物理实验现象，而随着Higgs粒子2012年在大型强子对撞机(LHC)上的发现，人们在实验室里找到了标准模型预言的所有粒子。但是，由于一系列理论上的困难，理论物理学家普遍认为，标准模型只是一个更加基础的理论的低能有效理论。因此，挖掘出标准模型背后的物理定律（又被称为新物理），就成为粒子物理乃至整个物理学的核心问题，也是新一代加速器设计的终极目的。　　在过去60多年中，粒子加速器已经成为研究粒子物理的一个重要工具，许多粒子物理的新发现都是基于大型加速器的发展取得的。2012年CERN发现Higgs粒子后，国际一致认为需要建设Higgs工厂来仔细研究其性质。CERN相应的提出了LHC的升级改造计划，包括:更高亮度的HL-LHC和更高能量的HE-LHC;并设计建造未来环形对撞机FCC(包括FCC-ee和FCC-hh)来研究粒子物理的能量和亮度前言。在这种背景下，2012年9月13日，在“第二届中国高能加速器物理战略发展研讨会”上，中国科学家提出了建设高能环形对撞机的设想，即:环形正负电子对撞机和超级质子对撞机(CEPC-SPPC)，并提出了两个阶段的设计方案。第一阶段:建造周长50～70km的环形正负电子对撞机(CEPC)，质心能量为240GeV。第二阶段:升级改造为超级质子对撞机(SPPC)，质心能量将达到70TeV以上。　　本论文主要对SPPC/CEPC加速器设计关键物理问题展开相关研究。一方面是:关于SPPC主环的参数选择和磁聚焦结构设计及动力学孔径优化研究;另一方面:是关于CEPC几种不同的方案（局部双环方案、先进局部双环方案、双环方案）的磁聚焦结构设计，与SPPC的兼容性研究，及束流动力学初步研究。　　通过对环形质子对撞机的参数选择和优化方法的研究，给出了系统的选择环形质子对撞机参数的方法。其中，考虑了束束相互作用参数的限制、高频系统对参数选择的影响、其他硬件系统对参数的限制及系统地考虑各方面参数的必要性等。在此基础上，给出了SPPC在不同周长、不同对撞能量下的几套合理的参数，包括:61km-70TeV，100km-100TeV，100km-128TeV,82km-100TeV和100km-75TeV等。在考虑了SPPC的布局问题，考虑各限制因素和与CEPC共用隧道、共同运行的兼容性问题后，给出了SPPC的可能的布局。在此基础上，结合SPPC的参数表，进行SPPC主环磁聚焦结构的设计。重点针对61km-70TeV和100km-100TeV两个方案，分别给出了合理的设计，并分别进行了动力学孔径的研究，给出了动力学孔径的结果。　　关于CEPC的设计，有几种不同的方案:单环Pretzel方案、局部双环方案、先进局部双环方案和双环方案。对于CEPC局部双环方案，进行了磁聚焦结构的设计，重点在局部双环部分的设计。首先给出了CEPC局部双环方案的布局图。然后研究清楚了束流分离和闭合的机制，静电分离器的使用和轨道的几何结构，给出了比较合理的局部双环部分的磁聚焦结构设计。将该部分接入CEPC全环，尝试用多目标优化的遗传算法来进行动力学孔径优化，并得到了相对较好的结果。对于CEPC先进局部双环方案，也进行了磁聚焦结构的设计。为了解决局部双环方案高频系统束流负载问题，在原来基础上增加六个小的局部双环。给出了先进局部双环方案的布局图，磁聚焦结构的初步设计，和动力学孔径的跟踪结果。对于CEPC双环方案，给出了双环方案的布局图，进行了磁聚焦结构的初步设计，给出了动力学孔径的跟踪结果。