动态阻力效应沙粒在受冲击瞬间会短暂表现出类似“非牛顿流体”的特性：子弹的冲击速度越快，沙粒间的相互作用力越强。这种动态硬化现象形成局部高密度区域，进一步阻碍子弹穿透。多层级能量耗散沙袋的编织材料（如麻布或聚丙烯）首先通过形变吸收部分能量，随后内部沙粒以多方向运动形成复杂阻力路径。子弹需要逐层克服这些障碍，能量呈指数级衰减。
冲击波干扰效应高速弹头产生的冲击波在沙粒介质中传播时，会因不规则反射和干涉作用而削弱，无法形成有效的穿透协同效应，导致弹道稳定性被破坏。材料相变耗能部分沙粒在高压冲击下可能发生微观碎裂甚至熔融相变，这些物理变化过程会额外消耗弹头能量，形成二次防护机制。
典型数据表明，30厘米厚的沙袋可有效阻挡大部分手枪弹（如9mm帕弹），而军用步枪弹（如5.56mm）通常需要60-90厘米厚沙墙才能完全防护。这种低成本高效益的能量耗散机制，使其成为战壕、掩体等军事工事的经典防护材料。
