本文以颗粒堆积体中底部力分布曲线为切入点,采用铝塑板结合复写纸技术的实验方法和基于离散单元法的模拟方法,主要针对集中荷载作用下的分层双分散颗粒堆积体中力的传递机制进行了实验研究和数值模拟,分析对比单分散、上下软硬分层、左右侧向软硬分层以及含有中间夹层的三明治型颗粒系统的底部力和内部力链接触网络的变化情况,并进一步探讨了摩擦系数对颗粒系统传力机制的影响。创新点为自主设计加工了新的实验装置模型并对双分散颗粒系统的底部力分布进行分析,首次观察到底部的“力聚集”现象。集中荷载在二维单分散颗粒系统中传递时,实验和模拟结果都显示其底部力曲线为对称的双峰曲线,但模拟得到的曲线幅度和底部平均力较小,且峰值位置更靠近中心点。当颗粒刚度系数降低时,其底部力也降低。实验中软颗粒的峰值和平均力仅为硬颗粒的60%左右;数值模拟中,则为83%。颗粒的刚度系数降低后,集中荷载作用点附近和两侧边界的横向网络从原有的断开状态变为连接状态。在上软-下硬分层双分散颗粒系统中,力从上向下传递时,其底部力的分布曲线在实验和模拟中都为对称的双峰分布曲线,其底部力都大于全软颗粒系统的值。实验中,底部平均力、峰值、中间位置力和两侧位置力都在硬层厚比?₁为0.7-0.8左右时,增加最多,导致为原系统的2.33-5.65倍。数值模拟中,随硬层厚比?₁的增大,底部平均力和?₁成线性增长关系,峰值随之增大,中间位置力则在?₁=0.45时有最小值,为全软颗粒系统的89.35%,两侧位置力在?₁>0.2后,在0.61N-0.67N附近小幅波动,同时系统在左右边界附近的颗粒接触逐渐被打开,并趋向于全硬颗粒系统,下半部分左右边界处的接触在?₁>0.2后其横向断开区域几乎不变。随着软层厚比?₂的增加,实验和模拟中上硬-下软分层双分散颗粒系统中的底部力都按照双峰分布→平台分布→单峰分布→双峰分布曲线演化。实验中,底部平均力和峰值均小于全硬颗粒系统的力值,中间位置力和两侧位置力则在原全硬颗粒系统的值附近上下波动。数值模拟中,平均力随软层厚比?₂的增加线性衰减,峰值和中间位置力在?₂=0.45时有最大值,两侧位置力先增大后减小,减至?₂为0.5后,其值在0.45-0.5N之间波动。在左右侧向分层双分散颗粒系统中,接触力更容易聚集在硬颗粒一侧。无论集中荷载是从右侧坚硬区域向左侧软弱区域传递还是从左侧软弱区域向右侧坚硬区域传递,都会在右侧硬颗粒层中形成一条更明显的强主力链,底部力的分布在软列厚比?₃或硬列厚比?₄等于0.2时变为右侧单峰分布。在接触网络中,随着软（或硬）颗粒层的增加,一个稳定的有效连接区域在左侧软颗粒区形成,一个稳定的三角断开区域在硬颗粒区域的软硬交界面处形成。中间具有软弱夹层的三明治型双分散颗粒系统的底部力分布曲线仍然保持与全硬颗粒系统类似的双峰形式。当软弱夹层保持在中间区域,厚度发生变化时,实验中其底部平均力和两侧位置力一般大于原全硬颗粒系统的值,而峰值和中间位置力则恰好相反;模拟中平均力则在夹层厚度超过总层数一半时被消减为全硬颗粒系统的40%左右。当夹层厚度不变,位置发生变化时,底部平均力、峰值、中间位置力和两侧位置力随夹层的位置的变化与软弱夹层的厚度有关。粒间摩擦系数μ₁会明显影响接触力在颗粒系统内的传递,而墙壁与颗粒间摩擦系数μ₂几乎不会影响接触力的传递。当粒间摩擦系数μ₁较小时,力链会沿两条按正三角形分布的主力链传递,力链传递到底部后,底部接触力呈双峰分布;当μ₁较大时,力将会向中间偏移,底部接触力将会呈现单峰分布。粒间摩擦会增加弹性,使内部的应力分布更满足椭圆型方程。