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本文从设备研制、材料试验、机理分析、数学模拟以及实际边值问题的数值计算等多方面入手，较为深入而系统地研究了粗粒土与结构接触面的静动力学特性，初步建立了以新的弹塑性损伤本构模型为核心的、能够统一地评价粗粒土与结构接触面静动力学性态的理论体系及方法。
本文研究的主要新进展包括：(1)研制了一台最大荷载为20吨的多功能大型粗粒土与结构接触面循环加载剪切仪，开发了可跟踪结构面附近土颗粒细观状态发展变化过程的测量分析技术，形成了一套新的再现、观测和研究包括粗粒土在内的各种土与结构接触面静动力学特性的试验技术及方法；(2)首次对粗粒土与结构接触面的静动力学特性进行了系统的试验研究，提出了系列化、高精度的试验成果。试验中采用了两种粗粒土，模拟了钢板、混凝土和土工合成材料构成的多种具有不同粗糙度的结构面，实现了常应力、常位移和常刚度三种法向边界条件以及单调和往返剪切两种切向加载方式；(3)揭示了粗粒土与结构接触面受力变形的细观机制、基本规律以及主要影响因素。确定了粗粒土与结构接触面厚度约为5～6倍的平均粒径，首次揭示了接触面的细观结构异向性以及由此所引起的宏观剪切异向性，发现了在单调和往返剪切荷载作用下土颗粒破碎和剪切压密两种物态变化机制共同支配着接触面力学性质的变化，通过细观分析证实了接触面的变形可分解为一般同时发生的土与结构交界面上的滑移变形以及结构面位移约束范围之内土体本身的剪切变形两部分，观测到接触面受剪时表现出明显的相对法向位移，并可分解为可逆性和不可逆性两个分量；(4)建立了第一个能够统一地描述单调与往返剪切特性、剪应变与体应变耦合特性、细观结构和宏观剪切异向性以及土颗粒破碎等物态变化特性的土与结构接触面弹塑性损伤本构数学模型，并采用多种法向边界条件复杂加载路径的试验成果验证了新模型的合理性和有效性；(5)提出了新模型的二、三维有限元格式并结合实际边值问题进行了应用计算分析，比较了不同接触面本构模型对计算结果的影响，证实了新模型及其有限元格式不仅能够合理地描述土与结构接触面的主要力学特性，还能够较好地反映土体与结构物在接触面处的滑移、脱开等不连续现象。