有限元法是工程领域广泛应用的一种数值计算方法。随着有限元分析软件规模的扩大,传统的面向过程的结构化编程方式暴露出程序可重用性和可维护性差的缺陷。面向对象编程方法的出现,使软件编程摆脱了这些不利因素,为功能模块化、集成化、可再用以及程序扩充的灵活性提供了有利条件。面向对象方法应用于有限元分析的研究已经逐步深入,但在土体的非线性分析领域,这一方面的研究还很少见到报道。由于土体的物理性质极其复杂,考虑其非线性显得十分必要。因此,土体非线性有限元程序的实现有着广泛的应用前景,具有十分重要的实践意义。本文以VC++6.0为开发工具,将面向对象方法引入了非线性有限元分析,实现了对土体非线性的数值模拟。本文主要工作如下:⑴介绍了土体四种常用的非线性本构模型,Duncan-Chang非线性弹性模型、Drucker-Prager理想塑性模型、修正剑桥模型和Lade双屈服面模型,并简要分析了各种模型的优缺点及其适用范围。⑵实现了两种求解非线性问题的数值计算方法:改进欧拉法和增量牛顿迭代法。⑶实现了非对称矩阵的存储,程序能够采用非关联流动法则的本构模型进行计算分析。⑷程序实现了土体的非线性弹性和弹塑性的数值模拟。算例结果表明,本文的三维土体非线性有限元程序与大型通用软件ANSYS结果吻合,计算结果令人比较满意。从而验证了本文程序的有效性。