土体在不同排水条件和应力路径下的静动力学行为具有较大的复杂性和多样性,对其的深入认识和理论预测对于岩土工程结构的设计和理论分析具有十分重要的意义。尤其是,建立预测土体在循环剪切荷载作用下动力行为的本构理论,仍具有较大的挑战和困难。因此,有必要深入研究一般土体及胶结土体的静动力学行为,并建立可统一考虑其静动力学行为的本构理论模型。首先,本文通过建立饱和土体所满足的基本物理守恒方程和热力学恒等式,获得了饱和土体的弹性和塑性本构关系,包括基于非线性超弹性的有效应力原理和基于经典非平衡态理论的能量耗散及非弹性应变表达式,所建立的模型具备明确的物理意义及理论背景。该模型首先给出了适用于土体材料的弹性势能函数,推导得到了可表征饱和土弹性行为密实度和压力相关性的非线性超弹性本构关系,并引入弹性应变第三不变量以反映弹性刚度的应力-诱导各向异性。另一方面,通过热力学平衡态稳定性,该模型可自然获得土体的有效应力状态边界面,从而将强度准则和材料的非线性弹性稳定性联系起来。利用该模型,本文对各种应力路径下的单元试验进行了预测,并验证模型的有效性。结果表明,该模型可以有效地预测饱和砂土和粘土的排水和不排水单调剪切行为,及剪切路径、初始剪切应力和土体结构性对上述行为的影响。在上述静力本构模型的基础上,本文进一步引入了锁定弹性能、锁定弹性应变、位形熵和胶结状态参数的概念,得到了可预测砂土及胶结砂土循环剪切行为的热力学动力本构模型。尤其是,通过位形熵的概念考虑剪切能量耗散对砂土结构性以及动力行为的影响。该模型可较好地模拟砂土液化前后的力学行为,以及胶结效应及其退化对胶结砂动力行为的影响。继而,本文引入了平均颗粒能粒径因子,进一步考虑颗粒级配及颗粒破碎对土体宏观弹性能和力学行为的影响。与此同时,为了更好验证上述模型,并研究砂土及胶结砂的动力行为特征,本文开展了一系列福建标准砂不排水循环三轴试验,详细阐述了不同级配的砂土和胶结砂动力行为的内在机理。试验结果表明,砂土的级配、细颗粒含量以及胶结程度,对其在不排水循环剪切下的超净孔压和应变发展存在复杂而相互耦合的影响。利用上述试验结果,本文对所建立的动力本构模型进行了验证,表明该模型可较有效地反映砂土及胶结砂的复杂循环剪切行为。