人们从工程实践出发对颗粒体系构建力学模型,采用数值模拟、室内试验、理论分析等方法,多管齐下取得了丰硕的研究成果。对于颗粒体系的宏观现象的解释,需要以多尺度、跨尺度、跨学科的思想打破固有的观念,采用多学科交叉创新研究手段,从宏观、细观以及微观多角度结合展开对颗粒体系动态机理的探索。颗粒物质表现出不同于单纯的气、液、固物质的独特现象,颗粒体系因其构成形态的不同而表现出孑然不同的力学特性。颗粒体系从固相转换为液相的力学机理一直是一个寻而未果的难题,很多的现象单从表观去研究是很难给出一个合理解释的,至今仍然没有哪一种理论可以完整的、全面的叙述颗粒固相液相及两者之间相互转换的力学机制。力链是颗粒体系研究中细观尺度上一个非常重要的概念,类似于土力学中土骨架的概念。力链是联系宏观与微观的重要媒介,是微观尺度上各个颗粒之间相互作用的稳定结构,它的演变直接影响颗粒体系的宏观力学特性。本文在对已有的颗粒物质研究和发展现状总结的基础上,设计线荷载作用下颗粒体系试验,使用数字图像相关方法（Digital Image Correlation,DIC）结合图像处理技术对试验数据进行分析。通过对力链上各颗粒的偏转角与配位数,颗粒体系位移场、应变场、接触力等信息进行分析,探索力链与力链网络演变过程,分析力链断裂破坏的因素。同时采用PFC-2D（Particle Flow Code 2D）软件对试验进行数值模拟,分析获得了位移场、力链以及颗粒组构等信息,并对试验结果与数值模拟结果进行了对比分析与讨论。将本文主要工作总结如下:（1）查阅了国内外对颗粒物质力学性质研究的相关文献,对颗粒物质的研究进展,颗粒间接触力的测量技术以及力链的理论、试验、模拟等三方面的研究进行了详细地介绍;（2）简要介绍了DIC方法的发展、原理以及计算参数的选取对算法精度和计算速度的影响,最后叙述了基于该方法的颗粒间接触力测量原理以及在颗粒体系研究中的优势;（3）设计了颗粒体系受线荷载作用的压缩试验,介绍了试验中用到的主要设备,详细描述了试验准备、试验操作过程以及试验过程中需要注意的事项;（4）开展了颗粒体系受线荷载作用的加载试验,获得大量试验数据,采用数字图像相关方法分析获得颗粒体系变形信息。结合图像处理技术与编程手段实现颗粒单元法的程序化,能够获得颗粒体系在受载过程中的偏转角、配位数、位移场、应变场以及颗粒间接触力等信息,实现了对力链的定性分析与定量计算,分析了力链与力链网络的动态演变,探讨了力链网络演变对颗粒宏观力学性能的影响;（5）使用数值模拟软件PFC对颗粒体系受荷载作用的试验进行模拟,从位移、力链以及组构等三方面进行力链演变的探索。