对土性参数的统计分析是研究土的抗剪强度中最基本的，同时也是最重要的内容之一。通过对土性参数的统计分析，可以正确地了解有关参数的变异性、概率分布形式以及对抗剪强度的计算结果的敏感程度等。目前，岩土工程中关于砂土抗剪强度参数变化规律的研究并不多、数据缺乏。通过室内试验的方法来测定土的抗剪强度参数需要耗用大量的人力物力，而细观数值模拟以其成本低，精度高等优点越来越得到人们的认可。结合室内试验，通过细观数值模拟的方法来总结砂土抗剪强度参数的变化规律，并得到砂土内摩擦角随级配变化的变异系数是本文的主要研究思路。　　 本文首先进行了砂土的普通室内直剪试验和半模直剪试验。通过普通直剪试验得到几种级配下砂土的抗剪强度和内摩擦角。通过半模直剪试验对砂土直剪过程进行细观力学分析。然后利用颗粒离散元法中的二维颗粒流方法，以室内直剪试验的研究结果为基础，从宏细观结合的角度对直剪过程中砂土的力学性质进行了细观模拟。在利用常规直剪试验结果对细观数值模拟中的接触本构模型进行标定后，得到了二维条件下用于模拟的细观参数组合；模拟砂土的直剪过程中的变化特性，并与标准砂直剪试验结果进行了对比，使得细观数值模拟能够与室内试验结果相吻合，证明了用细观数值方法模拟砂土直剪的可行性。　　 对多组不同级配的中砂进行数值模拟，得到不同级配下中砂的抗剪强度和内摩擦角变化规律。计算出内摩擦角随cu和d50的变化而变化的变异系数。分析级配变化引起中砂内摩擦角变化的规律。发现当d50和d10保持不变时，内摩擦角随着不均匀系数cu的增大而增大；当d50保持不变时，相同的不均匀系数cu，d10越大内摩擦角也就会越大；计算结果表明d50改变对内摩擦角变化的影响要小于不均匀系数cu改变对内摩擦角变化的影响。