随着科学技术的进步,环氧树脂作为最常用的聚合物基体之一,以其自身无定形、高度交联等特点表现出了诸多优异的力学性能,使得聚合物基复合材料在土工程领域得到了快速发展,如改性高分子防水卷材、改性环氧树脂涂料等。但环氧树脂也因脆性大、抵抗裂纹萌生与增长能力差等问题而在实际应用中受到一定的限制,尤其在疲劳载荷作用下,材料更易在应力远低于极限强度前发生破坏。近些年,通过添加各类颗粒对环氧树脂进行改性为其发展带来了新的契机,为探究颗粒对环氧树脂的改性机理及变化规律,本文进行了以下研究:首先,基于蒙特卡罗（Monte-Carlo）法,通过Python接口语言编写了颗粒自动生成随机分布程序,供ABAQUS有限元分析软件调用,生成二维代表体积单元（RVE）模型,采用内聚力单元模拟弱界面影响,分别对单轴拉伸载荷作用下的纳米Si O₂、TiO₂及亚微米橡胶（LR）三种颗粒改性的环氧树脂复合材料进行了模拟,与相关文献中试验研究结果对比,验证模型的有效性,在此基础上,从颗粒含量、粒径大小两方面对环氧树脂的拉伸性能影响进行了详细的研究分析。其次,鉴于单相颗粒改性环氧树脂复合材料在个别方面表现的不足,从杨氏模量、拉伸强度及断裂延伸率三项力学指标入手,对“SiO₂+TiO₂”、“SiO₂+LR”、“TiO₂+LR”三种两相颗粒改性环氧树脂复合材料进行了预测分析,并同单相颗粒改性情况比较得出其优势。最后,在正弦波循环疲劳载荷作用下,应用疲劳损伤累积理论的修正Miner法则,对“Si O₂+LR”、“TiO₂+LR”两相颗粒改性环氧树脂复合材料在高、低疲劳应力作用下,颗粒复配含量比例及粒径配比对其疲劳性能影响进行了研究分析,从中找出了复合材料疲劳寿命的控制影响因素。