各向异性和粗糙度是影响砂土及砂土-结构接触面力学特性的重要因素,合理描述砂土和砂土-结构接触面的宏观力学行为必须考虑各向异性和粗糙度的影响,因此,建立能够反映砂土各向异性及粗糙度影响的砂土和接触面本构模型具有十分重要的研究意义和应用价值。论文基于经典的Wu-Bauer亚塑性模型,考虑组构各向异性及其演化的影响,建立了各向异性砂土亚塑性模型,并在此基础上考虑各向异性状态参数对砂土密度函数的影响,进一步建立了各向异性临界状态亚塑性模型;同时基于Gudehus-Bauer亚塑性模型,通过考虑平面应变条件下接触面的剪切特性,进一步考虑粗糙度的影响建立了各向异性砂土-结构接触面亚塑性模型。具体研究内容与结论如下:（1）基于Wu-Bauer亚塑性模型,考虑加载过程中组构演化及其与各向异性参数的关系,建立了一个考虑组构演化的各向异性砂土亚塑性模型,并与试验结果及现有理论进行了比较分析,改进的各向异性亚塑性模型能够更好地描述各向异性砂土的三轴排水和不排水试验的宏观力学行为。（2）阐释了组构变化对临界状态线的位置和相对密度的影响规律,并将其引入到改进的各向异性砂土亚塑性模型中,在各向异性临界状态理论框架内建立了一个考虑临界状态及密实度影响的各向异性砂土亚塑性模型。通过与已有模型模拟结果和试验数据的比较验证了各向异性砂土亚塑性模型的可靠性和准确性。建立的各向异性临界状态亚塑性模型可以更好地反映各向异性砂土在大应变时的三轴不排水力学响应。（3）基于平面应变条件假设,考虑砂土各向异性以及界面粗糙度的影响,在Gudehus-Bauer砂土亚塑性模型的基础上考虑砂土各向异性以及界面粗糙度的影响,建立了一个新的接触面亚塑性模型,然后编写了接触面亚塑性模型的UMAT子程序代码,并将其应用于接触面直剪试验的数值分析中。（4）基于UMAT子程序模拟了清水河特大桥桩土相互作用问题,详细分析了桩顶沉降量、桩侧摩阻力、桩身轴力和桩土应力等的变化特性,通过对实际工程的分析进一步验证模型的可靠性和准确性。