砂土的组构各向异性对其宏观行为有重要影响,也是非共轴变形产生的根源所在,建立考虑组构各向异性的本构模型是提升砂土模型预测能力的关键。本文基于理论分析,对砂土的各向异性及非共轴变形行为进行了深入研究,在各向异性临界状态理论框架内建立了适用于比例加载和非比例加载的本构模型。根据张量理论,任意张量相对于某参考张量可以分解为比例、正交及完全非共轴三部分。通过离散元数值模拟实验,本文对三轴、真三轴、扭剪及两种旋转剪切等各种路径下的组构张量相对于偏应力张量进行分解,揭示了组构相对于应力演化规律。在上述基础上,本文提出增强型组构各向异性状态变量,可以完整描述组构相对于应力三个组成部分,从而能够精确描述组构各向异性对砂土变形的影响。通过引入上述增强型组构各向异性状态变量有效提升了本构模型的预测能力和精度。通过研究发现,当应力与组构方向不共轴时,即使在比例加载条件下,仍会产生与应力非共轴的应变,而已有模型通常无法模拟。本文据此建立了非共轴流动法则,可以反映在比例加载条件下非共轴部分相应。同时,将此非共轴流动推广到旋转剪切路径,在不引入其他唯象加载机制的条件下,可以较好模拟砂土在非比例加载条件下的非共轴相应。