土是岩石经过风化作用，由重力、流水和风力等搬运和沉积而成的产物，属于密集物质颗粒介质。颗粒材料是由大小不同的颗粒通过一定的方式聚集在一起而形成的非连续材料，其力学性质与颗粒的大小、形状、分布以及颗粒间的连结形态等微细观结构和性质相关，具有非常复杂和特殊的力学行为。颗粒材料尤其是微细颗粒材料具有特殊的物理力学性质，如尺度效应，由于经典塑性理论没有表征材料在不同尺度层次所表现出不同力学行为的特征参量，所以不能准确预测出由于不同尺度层次材料所表现出来的不同的力学行为。由于岩土介质的非连续性以及具有颗粒材料的特性，颗粒材料的尺度效应会对其强度、变形等物理力学性质产生一定的影响。本文根据土体颗粒的大小将土体分成基体与加强颗粒两种介质，基体的颗粒尺寸要小于0.075mm，加强颗粒的尺寸为大于0.075mm，基体颗粒通过与孔隙水相结合组成团聚体，而加强颗粒被基体颗粒团包裹其中，从而形成“基体-加强颗粒”模型，对土体颗粒材料进行跨尺度的强度与变形试验研究，，并基于MSG理论对“基体-加强颗粒”模型的进行力学推导与分析。本文开展的主要研究工作和取得的成果有如下几个方面：(1)对“基体-加强颗粒”土体试样制备方法的研究。探讨了不同制样方法对试样结构的影响。在制样过程中，控制试样基体含水量和试样容重是最为关键的。非饱和制样法能较为准确地制备与理论计算所要求的基体含水量，而饱和制样法由于把试样进行饱和，虽然能保证饱和前试样基体含水量的一致性，但是饱和后试样各个部分含水量难以达到一致性，制备的试样一般也不能达到理想状态的饱和度，而且饱和过程中砂颗粒的吸附水能力将会对基体的含水量产生一定的影响。因此，将使用非饱和制样法进行直接剪切实验、三轴压缩实验试样的制备。(2)对基体-加强颗粒所组成的土体进行了直接剪切试验研究。基体材料中加入了加强颗粒后的土体屈服强度均有所提高，而且土体的含砂量和加强颗粒比表面积是影响土体屈服应力和抗剪强度两个重要的因素。土体的屈服应力和抗剪强度随着含砂量的不断增大而增大。(3)对基体-加强颗粒所组成的土体进行了不固结不排水试验研究。土体的屈服应力、屈服应变基本随着加强颗粒组合的比表面积的不断增大而增大，加强颗粒对土体强度与变形的影响存在一定的尺寸效应；基体材料的液性指数是影响土体强度与变形的主要因素之一，基体的液性指数越高，土体整体的强度越低。(4)对基体-加强颗粒所组成的土体进行了固结不排水试验研究。含砂量是一个直接影响土体强度的重要因素，土体的屈服应力随着含砂量的增大而增大；对于相同的含砂量，加强颗粒的比表面积越小对土体的强度的增强效果越大，存在一定的尺寸效应；试验的围压值以及基体的液性指数是影响土体强度与变形的两个主要因素；对于基体-加强颗粒土体进行不固结不排水和固结不排水试验，试验后土体呈现出鼓胀的变形形态。(5)基于MSG理论对于“基体-加强颗粒”理论模型进行了力学推导，分析了土体介质跨尺度的强度与变形机理，建立了土体内廪尺度的概念，把土体宏观参数与微细观参数建立起一定的关系。