自然界中的岩土材料普遍存在各向异性与应变软化的力学特性,二者均会对岩土工程重点关注的承载力、稳定性和变形等问题产生重要影响。然而目前在有限元数值模拟中,仍然没有能够合理且有效地耦合这两种特性的分析方法。针对此问题,本文做了如下工作:1.将Pietruszczak与Mroz提出的微结构张量联合应力不变量的强度各向异性理论方法发展到对粘性土粘聚力的分析中,推导出了与经典的Casagrande粘聚力各向异性理论相一致的表示形式,并在理论和数值两个层面上证明了本文所发展的各向异性理论方法更加合理。2.在Cosserat连续体理论框架下,将粘聚力的各向异性与应变软化特性同时考虑到经典的Drucker-Prager屈服准则中,推导了切线本构模量阵一致性算法,并借助于有限元软件ABAQUS的二次开发功能(UEL)通过编程进行了数值实现;通过对粘土的三轴试验和平面应变试验验证了本文所开发的数值模型的正确性,同时也为该本构模型新引入的各向异性参数的试验获取提供了借鉴;进一步地对土质边坡稳定性问题、挡土墙被动土压力问题和地基承载力问题进行了模拟和分析,得到了较好的预测效果,并证明了本文所发展模型在模拟由应变软化引起的应变局部化问题时能克服经典连续体模型对有限元网格的病态依赖性。3.鉴于岩体一般表现出明显的弹性各向异性,在Cosserat连续体理论框架下推导了平面应变条件下的二维弹性各向异性本构模型,并与耦合了强度各向异性与应变软化特性的D-P塑性本构相结合,进而得到能够同时兼顾弹性各向异性、强度各向异性及应变软化特性的D-P本构模型;进一步利用此模型结合分区建模的方式对层状岩样的单轴压缩试验进行了有限元模拟,并得到了与相关试验研究较为一致的模拟结果;通过对顺倾层状岩质边坡稳定性问题的模拟,发现经典连续体模型不能有效地模拟由强度各向异性引起的应变局部化问题,而基于Cosserat连续体理论发展的模型能够保持问题的适定性,得到合理的模拟结果。