颗粒介质在外界作用下的动力学过程是颗粒动力学研究中的一个基础性问题。由于颗粒物质典型的离散性,导致其在外界冲击作用下会表现出丰富的动力学行为,如冲击后通常会发生屈服,其局部化的应变场会导致固体状态和流体状态同时存在并发生相互演化。另外,颗粒之间摩擦和非弹性碰撞具有高度的非线性,使得颗粒介质具有独特的耗散特征。开展颗粒介质冲击动力学过程及相应的力学行为研究,能够从机理上促使我们更加深入地理解与颗粒物质冲击相关的许多复杂自然现象,从更大的范围上揭示冲击物体在离散类材料中运动时的拖曳力,以及由此导致的材料内部的复杂流变过程。因此,本博士论文基于离散单元模型,对二维颗粒介质受冲击后的动力学过程进行了系统的研究,主要考虑了斜冲击下颗粒介质的动力学过程及蕴含的标度关系,在此基础上分析了颗粒旋转对整个冲击动力学过程及尺度关系的影响规律。最后,针对冲击坑坍塌过程中的密集颗粒流,通过考虑颗粒介质中应力波动幅值的概率分布以及剪切速率与体积分数的耦合作用,提出了一种能描述斜面剪切流动的修正的非局部流变模型。本博士论文主要包括以下几方面的内容：1.建立了能够描述颗粒介质基本力学行为的离散动力学模型及相应的统计方法,在此基础上模拟了颗粒介质在斜冲击作用下的动力学过程,定性考虑了冲击角度对冲击颗粒运动轨迹形态的影响规律,并定量分析了冲击深度、冲击时间与初始冲击速度之间的标度关系。通过对微观粒子间的接触力的统计分析,提出了一个能够准确描述冲击粒子在颗粒介质运动过程中所受阻力的唯象模型,并对此阻力模型进行了验证。2.考虑颗粒介质受旋转颗粒斜冲击后的动力学行为,主要分析了粒子的初始角速度对其冲击深度的影响规律,发现冲击颗粒的旋转角速度对冲击深度的影响具有明显的临界性,并且此临界角速度主要受冲击速度和冲击角度的影响。从而进一步给出了临界角速度与冲击速度和冲击角度所满足的定量关系。最后分析了冲击颗粒的初始旋转对冲击深度与初始冲击速度的线性标度关系的影响规律。3.分析了系统参数变化(冲击颗粒与床面颗粒介质的密度比和粒径比)及冲击颗粒的速度对其冲击后运动形式的影响规律。在提bm区分冲击颗粒三种不同运动形式判定标准的基础上,给出了能表征颗粒运动形式的反弹与侵入临界角度与冲击速度及系统参数(密度比和粒径比)的定量关系。4.基于Pouliquen提出的非局部流变模型,考虑颗粒介质中某个位置的重新排列引起的应力波动使得其它位置处颗粒的运动,在这个理论框架内改进了颗粒介质中应力波动幅值的概率密度分布的具体形式,同时通过考虑剪切速率与应力分布的积分关系在迭代计算中剪切速率与体积分数的耦合作用,提出了一种修正的非局部流变模型。应用此修正的非局部流变模型对斜面剪切颗粒流的流动特性进行预测,得到的颗粒流动的临界厚度、平均流动速度及剪切速率廓线等与原有的非局部流变模型预测结果相比,均与实验结果更加吻合。此修正模型的提出为更加复杂的密集颗粒流的描述和表征提供了一种新的研究思路。总之,通过对颗粒介质受斜冲击后的动力过程的模拟、对其蕴含的标度律的分析以及对坍塌过程中斜面颗粒流流变模型的修正,本文建立了一套能够描述颗粒介质动力学过程的理论模型及统计方法。这方面的研究不仅能揭示和分析颗粒介质受冲击后的复杂动力学过程,同时也能为研究与颗粒介质冲击相关的基础性问题提供重要的理论依据和定量分析方法。通过本文的研究,初步显示了力学分析方法在处理颗粒介质这类离散类复杂系统时的广阔前景,为更加深入地研究颗粒介质相关的力学问题奠定了基础。