颗粒物质是自然界中不同于固体和流体的一种特殊物质形态,由于颗粒系统内部固体粒子的离散性和粒子间相互作用的非线性耗散特征,使得颗粒物质表现出远比普通固体和流体更为丰富的力学特性,特别是在外界动态激励下,颗粒物质会出现对流、混合、尺寸分离及分层等复杂动力学行为。而颗粒物质力学特性的研究已成为目前科学研究的热点问题之一。颗粒物质与人类生产生活密切相关,颗粒物质的力学特性在工农业颗粒的制备、混合、分选及储运等过程中都得到了广泛应用,而颗粒物质又与沙尘暴、泥石流、雪崩等自然灾害有一定的联系。所以,对颗粒物质的研究具有重要的科学意义和工程应用价值。混合颗粒体系在外界振动作用下,体现一定的流体特征,出现颗粒分层的动力学现象。颗粒振动分层的研究中大多局限于垂直振动方式,对于水平振动方式,也多见于单层颗粒的分离行为,而对于水平摆振下,多层颗粒即厚料层颗粒的运动特性及分层行为的研究还未见报道。厚料层颗粒水平振动时的颗粒分层机理如何及影响分层的因素如何作用都需要进行深入地研究。本文采用三维离散元法,模拟了二元混合颗粒在水平摆振下的分层过程,从细观层次分析了颗粒的动力学行为、分层机理。研究发现,颗粒体系在水平摆振作用下主要呈现类似层流和紊流的运动形态,颗粒速度、能量及动量呈周期性波动。振动造成颗粒力链破坏,使颗粒间隙不断变化,重颗粒依靠重力填充料层底部空隙,轻颗粒受到排挤,移动至料层上部,最终形成重颗粒在下、轻颗粒在上的分层现象。采用Lacey混合指数的量化评价标准,探讨了振动体几何结构、密度比及粒度比对摆振分层的影响规律。最后设计并完成了混合颗粒(钢球和塑料球、谷粒和短茎秆)的摆振分层试验。试验结果说明了数值模拟结果的正确性,同时也表明三维离散元法能够较为准确地模拟和预测颗粒物质的动力学行为。本文所做工作为深入理解水平摆振下颗粒物质的分层行为及完善颗粒物质动力学理论提供有益参考,同时对工程实际中颗粒物质的分离作业,提供一定的指导作用。