无粘性土是砂性土、砾石、堆石料等天然矿物颗粒组成的散粒体。无粘性土具有易获得、强度高、透水性好等优点,因此被广泛应用于公路路基、建筑物地基和堆石坝等岩土、水利工程。在工程中,无粘性土作为主体结构承受着大部分荷载,其力学性质直接影响到工程的实用性和耐久性。作为散粒体的无粘性土具有复杂的物理力学性质。如何开发能够较为全面、准确的反映无粘土的基本性质,并适用于岩土工程的本构模型一直是众多学者致力研究的内容。在总结、分析国内外本构理论研究的基础上,阐述了亚塑性理论的基本框架和力学特性。对亚塑性模型中具有代表性的CLoE亚塑性模型进行了深入研究。通过理论和数值分析结果,指出CLoE亚塑性模型在模拟无粘性土方面的特点及优势。并对CLoE亚塑性模型进行了修改。具体研究工作包括：(1)针对无粘性土的级配及压实指标、抗剪强度、剪胀性等基本物理、力学性质,进行了较为详尽的阐述和总结。(2)详细地对比和整理了国内外针对无粘性土的各类本构模型。主要分析了亚弹性模型、经验形式模型和弹塑性模型,重点剖析其原理方法和解释的无粘性土力学性质。(3)介绍了亚塑性理论的力学特点,对比了经典弹塑性和亚塑性理论在建立方法、模型框架及力学性质方面的特点,指出了亚塑性模型这种非线性增量形式的模型在模拟无粘性土方面的特点及优势。(4)针对K型和CLoE两类亚塑性模型,分析了两者在模拟岩土颗粒材料基本物理、力学性质方面的特点与不足。重点阐述了CLoE亚塑性模型建设性的构造方法及实现过程。分析了原CLoE模型在模拟无粘性土应变局部化、实验应力应变曲线、剪胀效应、不可逆性等方面的优势。指出CLoE亚塑性模型在模拟循环荷载、湿化效应及各向异性方面的不足。在／BAQUS中实现了CLoE亚塑性模型的相应子程序。并结合常规三轴压缩实验及常规三轴拉伸实验数据,验证了CLoE亚塑性模型在计算准确度与对无粘性土基本力学性质模拟的适应性,从而证实了程序开发的成功性。(5)基于CLoE与Gudehus-Bauer亚塑性模型数值模拟了平面应变条件下Hostun砂的应变局部化现象。从固结压力和初始缺陷两个方面对比研究了两种模型所预测应变局部化的产生及演化模式。所得结果表明相同条件下CLoE亚塑性模型对固结压力和初始缺陷较为敏感,所得剪切带的形态与实验结果更加接近,证明了CLoE亚塑性模型在应变局部化模拟方面的优势。(6)两类亚塑性模型在模拟循环荷载时具有明显不足,最突出的是其产生的“锯齿效应”。为了克服“锯齿效应”,详细阐明了颗粒间应变张量的物理意义及其在模拟循环荷载中的用途。基于此概念发展了修正的CLoE模型以正确模拟循环荷载条件下无粘性土的响应。此外,为保证单调荷载作用下修正模型与原模型预测结果的一致性,改进了颗粒间应变率及颗粒间最大应变的定义。数值算例表明,本文给出的修正模型较好的克服了“锯齿效应”,且保证了单调荷载下所得结果与原模型的一致性。