许多岩土方面的理论研究和工程计算方法都是基于小变形理论而建立的,然而小变形理论具有一定的局限性。在复杂的地质条件和应力状态下,岩土工程中可能会出现土体变形较大的问题隐患,基于小变形理论得到的计算结果与工程实际会存在较大的偏差,对于工程实际采用有限变形理论进行分析更为合理,因此将有限变形理论用于岩土工程分析是目前的研究热点之一。本文基于有限变形理论,建立正常固结饱和黏性土的三剪统一弹塑性本构模型,通过数值模拟、试验对比研究其正确性和适用性。本文的主要研究内容和结论如下:1.为反映土体位移与应变的非线性关系和变形过程中刚体转动的影响,基于有限变形理论建立本构模型;为反映土体应力与应变的非线性关系和应力状态变化的影响,以三剪统一强度准则作为破坏准则,采用等量代换法和坐标平移法分别推导出非定值的破坏应力比。将其引入修正剑桥模型中,建立正常固结饱和黏性土的率型弹塑性本构模型。为研究有限变形本构模型的适用性,基于小变形理论建立增量型弹塑性本构模型与之进行对比分析。2.以江西红黏工作为研究对象,进行一系列室内土工试验以确定试验土样的基本物理参数。制备压实度分别为80%、85%、90%的试样,采用逐级加卸载的方式,进行等压固结、等压回弹及等压再固结试验,以确定试验土样的压缩指标。并将三种压实度的试样在200kPa、400kPa、800kPa三种围压下进行常规三轴不排水压缩试验和常规三轴排水压缩试验,得到试验土样的抗剪强度指标和应力应变关系曲线。3.运用FORTRAN程序语言进行两种本构模型的常规三轴不排水压缩试验和常规三轴排水压缩试验数值模拟,通过数值模拟结果与试验数据对比,采用等量代换法的有限变形本构模型数值模拟所得应力应变关系曲线与试验结果最为吻合。通过误差分析,有限变形本构模型能更准确地反映高孔隙率黏性土的大变形特性;在不同的围压下,有限变形本构模型所得误差变化不大,能更好地反映土体的强度和变形特性。在不排水条件下,偏应力和孔隙水压力与围压呈正相关性,有效偏应力与土样的初始压实度呈正相关性,孔隙水压力与初始压实度呈负相关性。在排水条件下,偏应力和体应变与围压呈正相关性,偏应力与土样的初始压实度呈正相关性,体应变与初始压实度呈负相关性。4.为反映土体在复杂应力状态下的强度和变形特性,进行排水和不排水条件下的真三轴应力状态数值模拟,并设定不同的初始压实度和中间主应力影响系数b,以研究二者对真三轴应力状态下正常固结饱和黏性土应力应变关系的影响。在不排水条件下,偏应力和孔隙水压力与b值呈正相关性,偏应力与初始压实度呈正相关性,孔隙水压力与初始压实度呈负相关性。在排水条件下,偏应力和孔隙水压力与b值呈正相关性,偏应力与初始压实度呈正相关性,体应变与初始压实度呈负相关性。