粗粒土具有良好的工程特性，广泛应用于当前的工程建设中，而且应用范围日益扩大。为了适应土工建筑物应力和变形分析的需要，粗粒土的应力～应变关系成为岩土力学研究的重点内容之一，特别是复杂应力状态下的静、动力变形强度特性已成为学术界和工程界十分关心的一个重要课题。因此，本文从研制开发高精度三轴仪入手，并采用新的测试方法，深入进行了粗粒土在复杂应力条件下的工程特性研究。 1．采用先进的微小应变测试技术，参与研制开发了高精度大型静动两用三轴仪。该三轴仪的主要特色是：（1）通过在压力室内增设局部位移计和内置力传感器，使静、动测试精度比常规三轴仪至少高一个数量级；（2）采用多级位移测试方法，能够连续、准确地量测10^-6～10^-1应变范围内土样的应力应变关系，使粗粒土静动力特性研究建立在可靠的试验数据基础上；（3）功能强大而且全面。具备静、动两用功能，可以任意组合多个静动荷载为一个复杂加载序列；此外，还具有自动化程度高、结构紧凑、操作简便等特点。 2．采用多级位移测试方法，研究了粗粒土的静力变形和强度特性。 针对6种实际工程粗粒土进行固结排水试验，根据实测应力应变直接求取各个静力变形模量，定性定量研究了各静力变形模量与应变水平（或应力水平）之间的相关性，并得出一些有益的结论。 3．应用微小应变测试技术，在综合分析13种堆石料动弹性模量与阻尼比试验结果的基础上，给出了堆石料最大等效动剪切模量的估算式，并建议了一般堆石料归一化等效动剪切模量、等效阻尼比与动剪应变幅依赖关系的取值范围。在试验资料不足的情况下按本文结果进行估算，可以满足工程需要。 4．提出静动耦合试验方法，为深入研究土体静动变形和强度特性，尤其在复杂应力条件下的动力变形特性探索了一种新的途径。 5．采用静动耦合试验方法，得到了4种工程粗粒土在排水条件下从初始等应力状态到临近剪切破坏状态的永久变形全过程。在大量试验数据分析的基础上，探讨了主应力比K_c在永久剪应变产生及发展过程中的作用；并改进谷口荣一模型，使粗粒土在排水条件下以及不同主应力比K_c时的永久剪应变得到较好的归一特性。