中文摘要：

本研究针对现有的应变局部化理论分析复杂应力状态下土体失稳现象所面临的一些列问题，从真三轴试验研究出发，提出三维非共轴的变形分叉理论来预测土体的失稳状态，并引进复合体理论描述土体失稳后的力学性状，将上述理论与有限元技术相结合可有效的降低单元网格尺寸的敏感性，从而为数值模拟土体渐进破坏过程提供了有效的途径。本研究成果可为今后土体失稳和变形控制提供理论依据。

结论摘要：

为了准确地揭示土体破坏的内在机理并对其破坏后的软化行为进行合理的描述，本课题研究运用变形分叉理论结合复合体方法对土体的宏观力学行为进行理论模拟，并结合真三轴试验研究对提出的理论方法加以验证。通过改进传统的塑性模型，引入非共轴塑性理论预测土体的峰值破坏状态；针对峰值后伴随着非均匀变形产生的软化行为，运用复合体方法加以描述。试验与理论研究表明，真三维条件下，中主应力比较小(b=0.0-0.2)时土体失稳表现为连续变形状态下的扩散性破坏特征，峰值后的软化特性并不明显；随着中主应力比增加(b>0.2)土体失稳开始转化为不连续破坏变形的应变局部化现象，峰值后表现为显著的软化特性。针对非连续峰值破坏后土体的软化应力应变特性，采用复合体方法加以描述，剪切带内部材料定义为速率－应力率的软化型本构模型，带外材料的本构特性与峰值前相同，按照带内外材料的体积比定义为宏观的复合体本构模型，通过有限元数值模拟发现，复合体模型能够有效地克服应变局部化数值分析难以克服的网格性敏感性问题。