高能散射过程中与自旋相关的不对称性是当前QCD自旋物理的一个热点问题，对这一问题的研究将有助于理解强子的非平庸夸克和自旋结构以及QCD非微扰区域的动力学。90年代以来E704、SMC和HERMES实验组分别在π介子的强子产生和半单举深度非弹性散射的实验中测量到了显著的单自旋不对称度。在此之前在非极化Drell-Yan过程中同样测得10％量级的末态轻子对cos2φ方位角不对称度。这两种不对称都不能由微扰QCD在领头扭度的共线因子化框架下给出合理的解释。本篇学位论文从QCD出发探讨了这些不对称的起源，以及它们所蕴含的强子非平庸的夸克和自旋结构，特别是横向自旋结构和夸克横动量结构。在这二者之间的联系上，作者研究了一类被QCD的动力学所允许的T-odd的横动量依赖的夸克分布函数，并在引入了横动量的因子化框架下，由T-odd分布函数出发对上述不同过程中产生的不对称度做了定量的考察。在领头扭度上，其中一个T-odd分布是Sivers分布，它代表横极化核子中横动量依赖的夸克非极化分布的不对称，因而能导致各种单粒子单举过程中的单自旋不对称。以相对论性的光锥夸克模型为基础，利用末态相互作用的机制，计算了质子中u和d价夸克的Sivers分布函数。d夸克的Sivers分布通过引进矢量diquark计算出来。作者的模型计算给出了关于Sivers函数的一些有趣的性质：u夸克和d夸克的Sivers分布的符号趋于相反，而u夸克的Sivers分布在数量级上是d夸克的Sivers分布大6-7倍。利用质子中价夸克的Sivers分布，结合HERMES实验的运动学区域，作者分别估计了横极化质子靶的半单举DIS过程的π+，π-和π0产生中的加权单自旋不对称度。并将数值结果和HERMES实验组对应的实验结果进行了比较。模型得到的π+产生的不对称度在一定程度上和实验数据符合，对π-的不对称度，作者的结果反应了大致的趋势。另一种领头扭度T-odd分布函数是Boer-Mulders函数，表示非极化的强子中横动量依赖的横极化夸克的分布密度。作者首次通过旁观反夸克模型的计算表明，π介子中价夸克的非零Boer-Mulders分布同样可以由末态相互作用的机制产生。作者发现在某些模型下质子和π介子中价夸克的Boer-Mulders分布的横动量依赖形式是类似的，暗示不同强子的Boer-Mulders分布是密切相关的。利用作者得到的分布，不但定性的给出在π-p非极化Drell-Yan过程中能产生10％量级的cos2()方位角不对称，还结合NA10实验组的运动学区域，数值估计了其在π-N非极化Drell-Yan过程中产生的cos2φ方位角不对称度的。利用作者模型得到的Boer-Mulders分布计算出来的的方位角不对称度在不同的π介子束能量上和NA10实验测量的结果符合的较好。