大量实验表明,岩土材料具有明显的各向异性,它是岩土材料最重要的特性之一,也是岩土材料区别于金属等其它材料的一个典型特性,具体体现为材料在不同方向上的力学参数、结构特性及应力一应变关系的不同。岩土体的散粒体结构特性是其各向异性产生的内在原因,而复杂的应力状态是各向异性产生的客观条件,应力状态对土体颗粒的定向排列或微观运动产生约束效应,从而表现出原生或次生各向异性。工程计算中是否考虑各向异性对其计算结果的合理性和准确性有着极其重要的影响。　　土石坝是一种岩土材料的集合体,因此,各向异性也是其重要的工程特性之一。目前,常规的土石坝应力应变计算都是基于各向同性的,这种方法对结构不复杂的中低坝具有一定的适用性,计算结果的精度尚能满足一定的工程要求,但随着越来越多结构复杂的高土石坝的建设,各向异性特性对坝体的应力变形影响也越来越大,因此各向异性在大坝的应力应变计算中不容忽视。　　本文以此为出发点,首先对岩土材料的各向异性理论及其国内外的研究进展进行了介绍和分析,并从柔度矩阵角度出发对各向异性特性进行研究。通过理论分析与矩阵运算,得到了各向同性、横观各向同性、正交各向异性、单对称各向异性弹性体的柔度矩阵,遮是后期计算各向异性条件下土石坝应力应变特性的理论依据。　　其次对工程中比较常用的有限元计算方法及堆石体常用的邓肯一张本构模型进行研究,并基于邓肯一张模型和各向异性柔度矩阵的特征,借助ABAQUS材料本构的二次开发平台-UMAT子程序,实现了基于横观各向同性和各向异性的邓肯,张模型的二次开发。　　最后以某心墙堆石坝为例,应用二次开发的横观各向同性和各向异性模型程序对大坝施工期和蓄水期的应力变形情况进行数值模拟,并与常规邓肯模型计算结果和研究人员通过一系列真三轴实验得到的土体应力变形规律进行比较,结果表明,基于各向异性的改进模型简单、实用,计算应力应变分布规律与实际规律基本吻合,数值大小与实测结果接近,、与各向同性模型相比,计算结果在数值大小和分布上均有所改善,具有一定的工程应用价值。