随着建筑与交通行业的不断发展,我国城市建设的规模越来越大。由于砂土在我国的分布十分广泛,越来越多的建筑物和轨道交通建设在了砂土地基之上。近年来,地震活动导致的砂土大面积液化造成了巨大的经济损失,因此,以砂土为代表的颗粒材料的动力学特性成为了时下岩土工程研究的热点。砂土作为一种典型的颗粒材料,力学特征十分复杂,在不同的受力情况下表现出的力学性能有很大差异,在不同的变形尺度上可表现为小应变、塑性变形以及液化大变形。当下对颗粒材料力学性能的研究,一般采用常规的室内试验,以试验现象为基础探讨其力学特性,但试验现象无法揭示颗粒材料力学行为发生的微观机理,以此为基础进行的试验研究具有极大的不确定性。本文首先总结分析了国内外关于颗粒材料动力特性的研究进展,得出现有研究的不足,基于此,从微观角度出发,针对颗粒材料力学特性发生的微观机理结合试验与数值模拟分析开展了如下研究:（1）从颗粒接触的微观角度出发,将颗粒-颗粒因接触产生的能量单元看作一个能量状态。通过理论分析,确定颗粒材料中能量状态的分布符合Maxwell统计分布模型。在此基础上,定义了颗粒接触的失效条件,得到了外界动荷载作用下颗粒材料的软化模型,基于此,通过引入蠕变模型,获得了循环动载作用下材料的流化变形本构。（2）引入状态参数,基于系统在自然条件下总是会趋于稳定这一热力学依据,忽略客观因素的影响,对系统在理想条件下模量的演化状态进行了定性分析,得出了颗粒材料模量在衰减和恢复过程随时间演化的模型。（3）基于（1）（2）提出的理论模型,使用共振柱与GDS空心扭剪仪（SS-HCA）完成大量室内试验,获取了颗粒材料动力响应下模量的软化、不同受力状态下模量的演化、动荷载作用下的流化变形等重要室内试验结果。拟合获取了重要参数α,β,η,a,r,D,深入探讨了各个参数的变化规律及各参数之间存在的联系,将理论模型预测结果与试验结果进行了对比分析、讨论和总结。（4）结合PFC3D离散元软件,对颗粒材料在试验中的受力情况进行模拟,导出了颗粒材料微观接触的分布与在动荷载作用下的流化变形情况,将颗粒接触状态以及在外加荷载作用下材料的变形情况与室内试验结果进行了模拟验证。