现代天文学观测数据表明，宇宙中～85％的物质组分由非重子的暗物质构成。对于暗物质基本性质的研究，是现代宇宙学与粒子物理前沿最重要的基础课题之一。暗物质的地下直接探测实验，是寻找暗物质存在证据以及研究暗物质基本性质的重要手段。　　弱作用大质量粒子(WIMP)，由于能够较自然地给出正确的暗物质剩余丰度，并且有可能被目前的直接和间接探测实验所观测到，是暗物质粒子较为流行的候选者。WIMP类型的暗物质粒子与标准模型粒子之间的相互作用可以通过有效算符的形式描述。本论文在有效算符的框架下，对暗物质直接探测的实验结果进行了与具体模型无关的唯象研究。　　目前，暗物质直接探测实验有着丰富的实验结果，其中，DAMA，CoGeNT，CRESST-Ⅱ，CDMS-Ⅱ-Si等实验发现了暗物质存在的疑似信号。然而，在实验组采用的暗物质假设下，这些实验偏好的参数区域受到了其他一些实验很严格的限制，例如XENON10/100，SuperCDMS，LUX等实验。为了解释目前直接探测实验中存在的不一致性，在本论文中我们主要考虑了两种暗物质粒子的情形，一是同位旋破坏的暗物质，二是通过轻媒介粒子与靶原子核相互作用的暗物质。　　在同位旋破坏的暗物质情形中，我们首先研究了目前直接探测实验所偏好的暗物质-核子耦合强度随靶核不同以及暗物质质子、中子耦合强度比fn/fp取值不同的变化情况。我们指出，XENON100最新的实验结果能够排除DAMA与CoGeNT实验所共同偏好的大部分参数区域。我们还指出，对于某些直接探测实验，尽管其采用的靶核不同，他们之间的矛盾并不能通过同位旋破坏来缓和，例如DAMA和SIMPLE。在本论文中，通过采用有效算符的形式描述暗物质与夸克之间的相互作用，我们研究了宇宙线反质子能谱以及暗物质剩余丰度对于直接探测实验偏好的暗物质-夸克耦合强度的限制。研究发现，即便是采用了保守的限制，对于那些速度无关的有效算符，当fn/fp=-0.7时，直接探测实验偏好的参数区域依然会受到很强的限制。对于那些湮灭截面有速度依赖的算符，反质子谱不能给出限制，但剩余丰度依然可以给出有用的限制。　　在通过轻媒介粒子与靶原子核相互作用的暗物质情形中，我们详细研究了轻媒介粒子在实验数据的解释中产生的影响，尤其是对于通过实验数据得到暗物质质量的影响。我们指出，对于有暗物质正面信号的实验，同样的直接探测实验数据，其允许的暗物质质量随着媒介粒子质量的减小会有显著的增大。例如，对于CDMS-Ⅱ-Si实验，在接触相互作用的情形中，允许的暗物质质量只有大约10 GeV左右，而在轻媒介粒子的情形中，实验允许的暗物质质量在68％(90％)置信水平下，可以达到50(100) GeV（具体数值依赖于算符）。这里要求媒介粒子质量范围与实验的转移动量相当，当媒介粒子质量显著小于实验转移动量时，约≤10 MeV，暗物质质量将不再发生明显变化。我们还研究了其他一些实验的排除线随媒介粒子质量的变化，例如SuperCDMS，CDMSlite，CDEX，XENON10/100，LUX，PandaX等实验。我们发现，在轻媒介粒子的情形中，这些实验对大暗物质质量的限制会有显著的减弱。目前，最严格的实验限制来自于SuperCDMS和LUX，我们对CDMS-Ⅱ-Si的正面信号数据和SuperCDMS，LUX的数据做了整体拟合分析，结果表明，轻媒介粒子可以有助于缓和各实验之间的矛盾。