水泥土主要依靠水泥的水化、火山灰和碳化等一系列复杂的物理化学反应产生的胶结作用实现对软土的改良,其实质是一种人造结构性土。随着水泥土在道路、高速铁路、港口、填海等工程以及污染淤泥固化治理方面的广泛应用,本文从本构模型理论出发,根据不排水三轴剪切试验结果更深入的研究复杂荷载作用下水泥土的力学性状。本文基于边界面模型理论,采用修正平均有效应力的方法表征水泥土的结构性,建立适合于水泥土的双面边界面本构模型。为了根据相关的水泥土三轴不排水剪切试验结果拟合出边界面模型参数,建立了该边界面模型的应力更新隐式算法,应用遗传算法实现参数拟合过程目标函数的极小化。建立了循环荷载条件下双面边界面模型的显式算法。本文所做工作如下:1.在边界面双面模型中,引入修正平均有效应力的概念以表征水泥土的结构性,其值为平均有效应力与胶结作用之和,给出胶结作用的表达式表明其退化与塑性剪应变有关,可以反应水泥土结构性随塑性剪应变的累积丧失过程。为了实现单调荷载作用下的应力更新计算,建立了双面边界面模型的应力更新隐式算法。2.为了拟合出水泥土双面边界面模型参数,将遗传算法引入目标函数的最优化计算中,以获得目标函数的最小化。开发了相应的程序,实现非线性试验数据拟合。对水泥土的不排水三轴试验进行数值模拟,结果表明该本构模型可以很好的反应水泥土在高围压下表现出来的脆性破坏及应变软化现象,同时该本构模型能够模拟出水泥土的应力路径在屈服之后向左弯曲到达素土临界状态线上方的水泥土预测破坏包络线,并随着胶结作用丧失最终回到临界状态线的现象。3.研究了循环荷载作用下水泥土双面边界面模型的显式算法。考虑再加载和卸载过程中应力映射因子变化较大对应力映射过程的影响,采用显式“子步”计算方案和Pegasus搜索算法,建立了水泥土双面边界面模型应力更新显示算法。应用所编制的程序,计算分析了循环荷载作用下水泥土三轴不排水剪切试验的特性。