对于岩土材料,应用从研究金属材料发展而来的传统塑性理论时,存在许多问题。近年来国外学者提出了基于热力学原理的塑性理论(或“超塑性理论”),与传统塑性理论相比,有更广泛的普遍性和适用性。本文介绍了基于热力学原理的塑性理论,研究了建立岩土材料本构关系的一般过程:1)根据耗散能函数推导耗散应力空间中的屈服函数,通过Ziegler正交假定确定耗散应力空间中的流动法则;2)根据自由能函数确定偏移应力和弹性关系;3)通过偏移应力将耗散应力空间中的屈服函数和流动法则转换到真实应力空间中。4)结合硬化规律,建立本构关系。在这个理论框架下,对现有的经典模型进行了分析。同时对Collins提出的各向同性的模型(α-γModel)进行了分析和预测,验证了模型的有效性。基于SMP准则和材料特征面的概念,通过与金属材料的类比的方法确定了岩土材料塑性应变增量的方向。金属材料的塑性应变增量方向由其特征面-八面体面上的应力决定,分析了岩土材料的特征面(SMP面)的特性,提出了SMP面上的应力决定岩土材料塑性应变增量流动方向的观点,并由此推导出计算公式。通过增加一个材料参数,还可以考虑存在粘聚力时的情况。根据这种分析方法,当粘聚力为无限大时,岩土材料的特征面由八面体面SMP面退化为金属材料的特征面-八面体面。用这种分析方法能够将这两种材料塑性应变增量方向统一起来。试验结果验证了由该公式计算的塑性应变增量的方向。α-γModel为二维模型,为了反映三维条件下的强度和变形特性,通过变换应力方法使之三维化。在变换应力方法中采用考虑应力增量和塑性应变增量分叉的变换公式,用上述理论分析得到的塑性应变增量方向确定剪应力变换的方向。通过和试验数据的对比,用变换应力修正的α-γModel能够较好反映土体在三维情况下的强度和变形特性。