岩土材料的强度和本构关系是现代士力学的核心，也是计算土力学的基础。传统的建立土体弹塑性本构模型的方法是分别给出具体的弹性定律、屈服条件、塑性势函数和硬化规律，但这些函数及其参数往往独立选择，理论上不够严谨，也没有严格讨论是否满足热力学定律。虽然大多数岩土工程问题可视为等温过程，但任何材料的变形与失效都涉及熵的改变，涉及到能量的平衡与耗散，所以热力学定律是普遍适用的基本物理规律之一。模拟岩土材料本构特性的热力学方法从两个热力学势函数，即自由能函数与耗散增量函数出发，利用Legendre变换，就足以导出弹塑性理论必须的屈服条件，流动法则，硬化定律和弹性定律。该方法不仅具有紧凑的数学结构，而且消除了传统方法中的许多人为的任意假设，并自动满足热力学定律，已成为国内外研究的热点之一。Collins教授为该方法的发展与完善作出了重要贡献，并提出了一个土体的热力学模型，通过模型参数的不同取值，可得到包括修正剑桥模型在内的不同屈服面的形式，具有较大的适应性。但该模型以塑性体积应变为硬化参量，采用与修正剑桥模型相同的硬化定律，导致该模型具有修正剑桥模型的一些缺点，如不能反映剪胀，不能较好反映超固结土与中密砂的变形特性等。为此，本文在对土体热力学建模进行详细介绍与探讨的基础上，引入姚仰平教授提出的统一硬化参数对Collins的热力学士体模型进行改进，将其扩展为既适用于黏土也适用与砂土的统一热力学模型，编制了相应的模型验证程序，通过预测结果与试验数据的对比分析，验证了模型的合理性与有效性。本文的主要内容包括以下几方面：　　 (1)在简要评述土体本构模型国内外研究现状与综述土体热力学本构模型的最新研究进展的基础上，介绍了本文的选题背景与意义，提炼出论文研究的目标、主要内容与方法。　　 (2)简要介绍了不可逆热力学的基本原理，详细给出了适用于岩土材料的能量平衡方程的推导过程，详细介绍了建立土体本构模型的热力学方法的框架与步骤，分析了几个具体的实例。　　 (3)讨论了Collins提出的土体热力学各向同性本构模型簇，指出了该模型硬化参数的缺陷与不足。引入姚仰平教授提出的统一硬化参数对各向同性热力学模型簇进行改进，将其扩展为既适用于砂土又适用于粘土的统一热力学模型，并将模型在不同参数取值时的屈服函数图形化，进行了深入的比较与分析。　　 (4)给出了改进的热力学模型模拟计算三轴试验曲线的方法，编制的相应的模型验证的FORTRAN90程序，通过计算结果与试验数据的比较分析，初步验证了模型的有效性与合理性。