颗粒状的材料在现实中很多，如砂土、高度破碎的岩石、谷物、药品粉末等。颗粒物质由于其非连续和接触耗散等复杂性，在2005年与湍流并列被Science评为100个科学难题之一。颗粒材料的很多特性，比如颗粒堆积（Liu et al.，1999；Yang et al.，2003）和颗粒流动（Zhou et al.，1999；Xu and Yu，1997）等已经得到很多学者的研究。岩土工程中斜坡和大坝的稳定性、建筑工地的选择和准备、地震分析以及近海工程都与颗粒结构的研究息息相关，所以颗粒材料行为特性的研究对岩土工程非常重要。研究颗粒土在不同应力状态下的细观结构特性，从细观力学角度分析解释不同应力状态下土体的不同宏观力学行为对土力学及颗粒物质力学的发展具有重要的理论意义。
尽管颗粒结构具有离散性，但是很多学者（Rudnicki and Rice，1975；Muehlhaus and Vardoulakis，1987；Vardoulakis，1989；Gudehus and Nübel，2004；Voyiadjis et al.，2005；Kim，2005）还是采用连续介质的方法来研究颗粒材料的力学性能，常用的连续介质的方法有有限单元法、有限差分法、边界元法等。连续介质的方法最主要的优点是具有很多成熟的本构模型，应力应变关系清楚，模型参数也比较容易获取。但是颗粒材料有很多性质（如局部应变）是连续介质模型不具备的，并且在某些情况下，比如说工程材料的大变形或者破坏，连续介质法将完全不能适用。颗粒材料本质上由很多不同的颗粒组成，颗粒相互独立且相互作用于接触点。颗粒材料的宏观特性就是由颗粒间的相互作用决定的。要想弄清楚颗粒材料细观和宏观之间力学行为特性之间的关系，首先要理解基于颗粒间相互作用和颗粒运动的颗粒细观力学以及细观结构。(www.xing528.com)
离散单元法（Discrete Element Method，DEM）是由Cundall和Strack（1979）首先提出的研究颗粒材料的方法，该方法可以研究颗粒材料在不连续或者大变形情况下细观结构的改变和颗粒特性（如颗粒旋转和位移），离散单元法已经被很多学者证明是研究颗粒材料力学行为特性的有效方法。这种方法被应用于很多工程应用领域，比如边坡的稳定性分析（Hart et al.，1988）、裂隙岩体处隧道开挖时的应力分析（Lorig and Brady，1984）、颗粒土液化时流体力学分析（Zeghal and Shamy，2004）、颗粒材料的破碎研究（Lobo-Guerrero et al.，2006）以及地下开挖应力分析（Exadaktyols et al.，2006）等。
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