在我国建设的越来越多的超高层建筑、大型水电、港口大坝等超级工程中,砂土仍是一种常用的地基材料。砂土颗粒之间没有或者仅有很小的粘结力作用,且自然界砂土颗粒形状的不规则,在沉积过程中必然表现出各向异性,进而影响砂土地基的力学响应。而传统的基于各向同性的砂土地基承载力特性研究成果在某些方面已经不能满足工程设计要求,针对工程中砂土地基所表现出的各向异性特性,大多数学者将研究重点放在砂土各向异性的研究,并未考虑砂土各向异性对地基的作用,所以研究各向异性砂土地基承载力的内部力链演化规律和地基承载力变化规律将为超级工程建设提供更完备的理论支撑。本文首先通过室内光弹颗粒试验研究各向异性“砂土地基”在竖向荷载作用下内部力链的演化规律和地基位移变化规律,并研究了不同基础尺寸下各向异性砂土的地基承载力变化规律。然后利用颗粒流数值模拟软件PFC2D对室内光弹试验进行了仿真模拟,验证室内试验的准确性,对比并定量分析其微观力链演化规律和地基承载力变化规律,并分析各向同性、各向异性颗粒在竖向荷载作用下,“砂土地基”的三个破坏阶段。最后通过直剪试验得到砂土地基的微观参数,利用载荷试验与太沙基理论计算结果进行对比,然后通过颗粒方向角(即各向异性度)?对太沙基理论地基承载力系数进行修正。并取得如下成果:(1)分析基础宽度对“砂土地基”的影响,基础宽度越宽,“砂土地基”发生的位移变形越小。分析了颗粒排列方式即各向异性对“砂土地基”的影响,得到不同颗粒排序下地基抵抗变形能力由强到弱依次为:斜向排序,竖向交叉排序,横向排序,竖向排序,横向交叉排序,随机级配排序。且优选颗粒竖向交叉排序的地基模型作为承载体系。(2)通过研究各向异性“砂土地基”在竖向荷载作用下的内部力链演化规律,得到了颗粒不同排列方式的力链传播规律。(3)证明了数值模拟试验结果与光弹试验结果的一致性,得出地基承载力大小和颗粒排列方式的关系为:斜向>竖向交叉>横向>竖向>横向交叉>随机角度。(4)分析了各向同性颗粒与各向异性颗粒在荷载作用下地基破坏的三种阶段,且各向异性颗粒相较于各向同性颗粒的抵抗变形强度更强。(5)通过直剪试验发现颗粒排列方式即不同的各向异性度对土体强度影响巨大,相比于载荷试验。载荷试验与根据太沙基理论计算的结果具有一定得误差,修正后的太沙基承载力计算公式更适合不同颗粒方向角的地基承载力计算。