人眼角膜,控制了视觉系统70%的屈光能力,呈现出透明、连续非均匀、各向异性和多级复合的软薄壳结构。人眼角膜解剖微结构和生物力学行为,直接影响视觉质量。随着角膜屈光手术日益普及,角膜胶原交联术治疗、角膜损伤缝合、角膜移植术等,都需要对角膜组织生物力学性能的精确表征。本文以青年近视患者飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术（SMILE）后的角膜基质透镜为试样,探究角膜前中央基质层的超弹性力学模型及其性能分布规律。考虑患者个性化角膜几何特征,利用单轴拉伸实验,得到角膜基质纤维主方向（NT与SI）的实验应力–伸长比曲线。用透射电子显微镜观测基质板层内部的胶原纤维形态,统计出卷曲度的高斯分布特性。将胶原纤维卷曲形态与宏观超弹性力学行为相结合,建立了胶原纤维卷曲本构模型,拟合得到每根拉伸试样的本构参数。与其它本构模型相比,该模型能更精确表征角膜生理受力变形范围的超弹性力学行为,且本构参数均有明确物理意义。将该本构模型编写为用户材料子程序,实现了角膜组织拉伸行为的有限元数值模拟。结果表明,角膜基质两个纤维主方向上的超弹性力学性能相同,基体和胶原纤维的超弹性力学性能在角膜基质深度方向呈下降趋势。本文随后采用四种不同照射能量的标准交联术“治疗”角膜基质透镜,探究中央基质超粘弹性力学行为的变化规律。沿着纤维主方向（SI）同时切出几何、微结构对称的双条带试样,分别做交联治疗实验及对照。首先对部分条带进行拉伸实验至失效,获得条带的材料力学性能;之后用准静态加卸载、瞬态加载与应力松弛的特殊单轴拉伸实验方法,依次测量出条带超粘弹性力学本构参数。实验与对照之间的比较表明,随着交联能量的增加,角膜强度和超弹性刚度显著增强,但韧性和粘性明显降低。本文为SMILE屈光手术的术式设计、术后视觉质量评估、角膜交联术量化分析和圆锥角膜治疗康复性预测等,提供基础的生物力学本构模型、量化分析方法和实验结果。本文结果深化了对人眼角膜生物力学行为的认识。