土体的剪切模量和阻尼比是动力分析中两个重要的材料参数。但目前传统测量土动力特性的仪器存在诸多不足，如三轴仪/扭剪仪无法测量土体小应变动力特性，弯曲元无法反映土体的阻尼比性质，共振柱在扫频时预会振动扰动土样等等，因此研发一个可以克服上述缺陷的测量仪器十分有必要。应力状态对土动力特性的影响很大，围压和超固结比对土体动力特性的影响已得到了大量的研究，但是这些研究的结论之间仍有一些矛盾存在，如超固结对土体阻尼比的影响存在不同表述，需要进一步的研究。原位土经常会受到如地震、施工、交通荷载等作用，这些荷载使得土体在进行动力问题分析前遭受到了历史振动（前期振动）的作用，但是前期振动对砂土小应变剪切模量的影响在文献中存在不同结论。同时前期振动可通过土体的记忆特性被探测出来，但是记忆特性的研究目前仍然较少，比如围压、振动次数、振动幅度对记忆特性的影响仍然是未知的，有待进一步研究。　　本文通过能量注入式虚拟质量原理，在已有理论的基础上研发出了第二代能量注入式虚拟质量共振柱，并采用新型系统测量不同应力状态下的砂土动力特性，分析文献中产生矛盾结论的原因，同时将试验数据用不同的动力模型分析以评估各类模型的实用性。此外对不同围压下土样施加前期振动，探讨前期振动对砂土小应变剪切模量的影响，并定量研究记忆特性与振幅和振动次数的关系，以此推导出某个振幅下土样能够记忆前期振动所需的最小振动次数。　　本文的主要结论如下:1）第二代能量注入式虚拟质量共振柱可以克服传统测量仪器的缺陷，精确测量土体的动力特性;2）超固结比会轻微减小干砂的阻尼比，不同文献中的矛盾结论源于研究人员对统一土样的重复测量;3）考虑了不均匀系数的Stokoe模型所预测砂土的归一化剪切模量和Hardin-Drnevich模型预测的砂土阻尼比与实际值误差最小;4）前期振动的振幅γpre，振动次数N以及围压p不同时，前期振动对砂土的Gmax影响会不同，其中γpre不同时造成的差异最大，γpre较小时经历前期振动后土样Gmax会减小，但当γpre较大时Gmax会增加;5）砂土的记忆特性与前期振动振幅及振动次数的关系得到了定量研究，记忆特性随振幅和振动次数增加而增加，此外记忆特性随着围压的增加而减小。