本文针对新一代具有广泛应用前景的结构材料——大块金属玻璃在应用中极易形成剪切带这一关键力学问题，围绕剪切带形成机制这一关键课题，开展了系列的实验研究、理论分析和数值工作。初步揭示了大块金属玻璃剪切带形成的主控作用机制，对于进一步深入探讨大块金属玻璃塑性行为及推进其应用提供了有价值的线索。发展了一种对锆基大块金属玻璃材料进行室温下准静态SEM“原位”压缩实验的方法，测得了该种锆基大块金属玻璃理想弹塑性响应，观察到了多重剪切带的交割和分叉现象。在剪切带交割点观察到了纳米尺度空洞和微裂纹，以及剪切带前端的类刻蚀现象，表明剪切带内发生了自由体积的增加、聚集，说明自由体积在剪切带的形成中起重要作用。发展了一种变形控制技术，并分别在Microtest-2000实验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)上实现了对一种锆基大块金属玻璃在准静态和动态简单剪切条件下力学行为的测试和剪切带初始演化的观察，发现剪切带初始具有明显的应变率效应。对断口形貌的观察表明，动态下的温升可能对剪切带形成产生影响。　　 本研究利用纳米压痕技术和“shear punch”实验技术研究了一种锆基大块金属玻璃“锯齿”状塑性流动和剪切带行为的应变率效应，初步探讨了大块金属玻璃中与剪切带形成相关塑性变形的时空特性。提出了一种可能的修正自由体积模型和描述大块金属玻璃塑性变形的方法，建立了简单剪切条件下金属玻璃热一力变形的控制方程组，得到了多种条件下金属玻璃剪切失稳的判据。比较研究了热软化、自由体积软化和两者耦合软化三种条件下剪切失稳的特征时间和剪切带特征等。理论分析结果、计算结果与实验结果比较表明，自由体积软化是金属玻璃发生局部软化进而形成剪切带的主要原因，热对这个过程起了一定的促进作用。