本文在深入研究了本构数值积分算法的基础上,对Duncan-Chang非线性弹性模型,推导了该模型的算法方程式,编写了相应的计算程序。利用大型非线性有限元软件ABAQUS提供的用户自定义接口平台——用户材料子程序UMAT,它是一个功能非常强大的模块,而且对非线性有限元计算能够很好的模拟,实现了Duncan-Chang模型的本构积分模块。最后对某三轴试验进行了有限元计算模拟,结果表明:本文采用的算法是可行及合理的。 对于刚性桩复合地基,近年来主要集中在研究土体和桩体相互作用的特性,二维平面单元法也随之应用在复合地基中。本文分别采用了Duncan-Chang双曲线非线性弹性模型与Drucker-Prager弹塑性本构模型,为了模拟土体和桩体之间可能的滑动和刺入,计算模型中采用接触面单元来考虑桩与土之间及垫层与桩之间界面上所可能发生的滑移和刺入等非线性接触特性,同时对垫层下的桩体和土体分别进行分析计算。通过一个工程实例验证,两种本构模型的合理性和可行性进而得以验证。在大型有限元分析软件ABAQUS的框架下通过二次开发,建立了有限元计算模型,通过数值计算,对于地基沉降、桩土应力比、桩体刺入垫层量、地基沉降随时间的变化特性进行了对比分析,以此讨论了刚性桩复合地基的工作性能,为刚性桩复合地基的设计提供参考依据。