透明土变形可视化模型试验技术是一种主要用于研究土体内部变形以及破坏模式的新方法,近年来受到越来越多的关注和研究。虽然目前关于透明砂土的研究较多,然而该技术仍然存在缺陷,如熔融石英砂摩擦角过大使得土体的物理力学性质失真、无定形硅微粉主要为球形缺少形状变化、硅胶物理力学性质差、碎玻璃形状过于尖锐与天然砂形状特征差异较大等。针对该问题,提出了一种基于轮廓旋转插值法生成颗粒模型的3D打印透明砂土颗粒技术,并对其开展了物理力学测试和数值模拟研究工作。本文主要工作如下:（1）基于傅里叶描述子理论,对颗粒的二维轮廓开展了傅里叶分析工作,获取了颗粒的傅里叶描述子集合。然后利用旋转轮廓插值法,对三个正交面经过缩放、修正、旋转和插值等变换获取颗粒的三维模型。（2）基于透明砂土配制方法,开展了新型透明砂土配制材料的研发工作。寻找到一种与光敏树脂折射率相匹配的低粘度孔隙流体,扩宽了透明砂土固体颗粒的选择范围。论证了以光敏树脂为打印材料,利用SLA 3D打印机打印透明砂土颗粒的可行性。（3）对3D打印透明砂土开展了物理力学性质测试工作。利用一维压缩试验,直剪试验及三轴压缩试验,系统地检查3D打印的透明砂土颗粒的物理力学特性。在此基础上进行了刚性平板贯入透明砂土的模型试验,利用PIV技术获取了土体的位移场,并与浅应变路径法（SSPM）理论解进行比较。结果表明3D打印透明砂土颗粒具有捕获土体变形模式的能力,所提出的3D打印透明砂土颗粒技术可以更精确地模拟天然砂。（4）利用PFC3D数值模拟软件,对复杂形状颗粒开展了数值模拟试验,通过模拟不同垂直压力下的直剪试验和不同围压下的三轴压缩试验,观测了试样的接触力链与位移场,获取了试样的应力应变曲线并与室内试验结果进行了比对,验证了室内试验的可靠性。