砂土作为典型的天然颗粒材料，具有压硬性、剪胀性、各向异性等特殊力学性质。特别是在往复载荷等复杂应力路径下，需要从土工试验、数值试验等不同手段，从微观、细观与宏观不同尺度，从能量耗散与热力学原理等新角度进行深入研究。针对目前国内外学者对单调静力荷载以及快速往复荷载作用下结构性粘土的研究比较多，但有关慢速往复荷载条件下砂土的相关研究文献较为少见，尤其缺乏从细观尺度，从能量耗散角度对砂土在连续变形过程中能量耗散的定量分析与细观机理探讨等相关方面的研究。为此，本文以砂土作为研究对象，以颗粒流数值软件PFC为数值计算平台，采用数值模拟技术并结合已有的土工试验结果，从能量耗散角度和微、细、宏观不同尺度，展开对砂土在慢速往复荷载作用下表现出的宏观力学响应、微观结构变化、细观力链演变以及能量耗散规律等方面的研究，以揭示砂土在连续变形过程中的细观力学机制以及能量耗散机理，加深对砂土的动力特性及其机理的了解与认识。本文主要完成了以下工作：　　 （1)综述了国内外往复荷载作用下土体的动力特性与能量耗散的研究现状，并详细介绍了颗粒流方法产生的背景、特点、基本假设及其基本理论。　　 （2)运用颗粒流数值软件PFC2D 对慢速往复荷载作用下砂土的力学特性进行了细观数值模拟，对试验的流程与方法做了详细阐述，具体包括二次开发异形颗粒来代替砂土颗粒、模型的生成、试样加载与围压控制、加载计算等。　　 （3)通过对比慢速往复荷载不同应力幅值作用下砂样的破坏过程来研究砂土在往复荷载作用下表现出的宏观力学响应，微观颗粒的变化以及细观结构力链的演变情况，在此基础上进一步定性研究了细观参数对细观结构力链演变的影响。　　 （4)定量研究了砂土在慢速往复荷载过程中能量的变化规律，并基于热力学原理从能量耗散角度分析了颗粒体系中能量的分配及其转化情况，以及细观参数的变化对能量耗散的影响。