传统的土体本构模型大多是基于室内重塑土试验建立的。重塑土是实验室中用于研究土体性质的人工土体,这种土不具备结构性,土颗粒之间没有结构力的作用。由此建立的本构模型无法描述结构性对土体力学性质的影响。自然界中存在的土体经过长期的地质作用,绝大多数都具有结构性,土颗粒的排列有一定规律,颗粒之间也存在粘结作用,从而使实际土体力学性质十分复杂。因此,研究结构土体的应力变形规律,建立结构土的本构模型,对准确描述结构土体的力学性质,解决实际工程问题有十分重要的现实意义。 论文基于传统剑桥模型,引入了附加孔隙比,对结构土的屈服轨迹、孔隙比与应力之间的关系进行了研究。分析了土体结构性对土在压缩和剪切过程中的硬化影响和结构性丧失问题。研究了考虑结构性丧失和硬化的结构土屈服面函数、流动法则、硬化规律和弹性规律等,构建了一个结构土的弹塑性本构模型。 采用该本构模型,模拟了给定应力路径上土体的应力应变规律,讨论了结构土的应力变形性质。采用数值方法对结构土的应力应变行为进行了模拟,研究了模型参数对土体性质的影响,并验证本构模型的有效性。