颗粒材料由大量离散固体颗粒及其孔隙组成,广泛存在于日常生活与生产活动当中。颗粒材料具有复杂的物理力学性质,与其细观结构信息紧密相关,如颗粒的接触关系、颗粒形状、尺寸分布、颗粒的空间排布等。通常,对颗粒材料力学性质的研究有两种途径:离散途径与连续体途径。离散途径更接近于颗粒材料的物理本质,可以从根本上考察细观结构信息的影响,然而在实际应用中所需颗粒数目巨大,因而此途径会受到计算规模的限制。于是,在连续体框架下,发展考虑颗粒细观结构信息的宏观连续体模型仍然具有十分重要的意义。本文针对颗粒材料的细观结构信息颗粒材料宏观力学性质的影响进行了相关研究。具体研究内容如下:首先,为提供更多的描述变量来对应均匀化的细观结构信息,考虑颗粒材料更完备的变形模式,提出了一个基于细观力学途径的颗粒材料微形态连续体模型。此模型将颗粒运动(包括平动与转动)进行了分解,使得模型具有6个独立的平动自由度与6个独立的转动自由度,并认为细观真实运动由宏观(平均)运动与一个表示宏细观相对运动的波动组成。基于此运动分解,推导了能够表征细观结构信息的宏观本构关系,其中包括了应力-应变关系(相对应力-相对应变关系)与偶应力-微曲率关系(相对偶应力-相对微曲率关系)。其次,考虑到微形态模型的复杂性,对其转动自由度进行约束,提出了一个简化的微形态模型。在此模型中,同样对颗粒运动进行了分解,并根据此分解推导了宏观本构关系,并进一步求出了平衡方程与运动方程。基于所提出的微形态模型,考察了波在弹性颗粒介质中的传播行为,预测了横波、纵波、横向剪切波、横向旋转波的频散行为与频率带隙。此外,也对横波、纵波、横向剪切波、横向旋转波的波速进行了预测。而后详细探讨了细观结构信息,包括接触刚度参数、内禀长度等,对于横波、纵波、横向剪切波、横向旋转波的频散现象与波速的影响。再次,采用完全隐式映射返回算法在ABAQUS的用户单元子程序(UEL)中实现了颗粒材料微形态弹塑性本构模型的程序代码。数值算例验证了此模型模拟应变软化与应变局部化行为的能力。详细考察了接触刚度参数、内禀长度等细观结构信息对于颗粒材料宏观力学响应的影响。同时,也详细考察了内摩擦角与剪胀角对颗粒材料宏观力学行为的影响。最后,考虑到颗粒材料的高度非均匀性,颗粒宏细观变量之间的映射需是非仿射的。基于此思想,通过引入梯度项,并考虑到颗粒中间尺度(颗粒团)的耗散,建立了颗粒宏细观变量之间的非仿射变换。基于此非仿射变换,通过未考虑颗粒滚动与考虑颗粒滚动的两种变形自由能形式,推导了基于细观热力学途径的颗粒材料梯度模型。通过此模型,对应变软化与应变局部化现象进行了数值模拟,并详细讨论了梯度项、颗粒滚动、样本尺寸、内禀长度等因素对颗粒集合体宏观力学性能的影响。