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土是一种不均匀的摩擦材料，在荷载作用下土体内部的应力场也不均匀，先达到抗剪强度的质点发生剪切破坏，将超额的应力转嫁给临近的质点，这个过程表现为渐进破坏特征，并可在密砂和硬粘土中形成应变局部化区域或剪切带。土体的渐进破坏是岩土工程领域的基本课题，也是热点与难点问题，本论文针对这一主题开展了系统的研究，包括从渐进破坏过程的试验模拟到数值模拟，从二维数值模拟到三维数值模拟，从剪切带的产生条件到破坏机理研究，从土试样破坏过程分析到边坡失稳模拟，取得的主要成果如下: 1、在GDS多功能静三轴试验系统的基础上，引入数字图像测量技术，改进了试验仪器，进行了三轴压缩、三轴拉伸条件不同应力路径的细观试验，获得土样表面的应变场、试样破坏模式和破坏过程。三轴压缩条件下试样的破坏模式表现为均匀鼓胀、单一剪切带和交叉剪切带三种形式，三轴拉伸条件下试样的破坏模式表现为均匀颈缩和单一剪切带形式。在试验成果的基础上，从端部约束和初始缺陷两个角度提出了剪切带的产生条件，并从薄弱质点变形竞争的角度提出了剪切带的发展机制。 2、利用数值方法模拟了平面应变、真三轴应力条件下剪切带的形成过程，研究了排水条件、剪胀性、端部约束、初始缺陷、中主应力等因素对剪切带的影响，剪切带的产生与排水特性无关，剪切带的宽度与剪胀性有关，端部约束和初始缺陷是剪切带产生的外部条件与内部因素。初始缺陷随机分布时试样内部不同方向剪切带的发展过程表现出竞争机制与试验得到的结果一致。考虑中主应力的影响时，剪切带出现在大小主应力所在平面。从能量释放的角度提出了剪切带的形成机理，并分析了剪切带内部单元的孔隙比、应力状态、应变状态特性。 3、针对应变局部化带来的应变软化和网格依赖性数值求解问题，引入阻尼牛顿因子，提出了联立求解位移和塑性乘子的u—λ算法，其中阻尼因子能够保持控制方程的正定性，实现软化问题数值模拟，联立位移方程和屈服函数方程能够同时得到位移和塑性乘子的解。在D-P模型中引入应变软化和塑性梯度项，推导了等效积分弱形式表达的梯度塑性理论公式，编制了梯度塑性理论有限元程序。算例分析表明，梯度塑性有限元程序可计算材料应变软化问题，基本解决了数值计算中的网格依赖性问题。 4、利用自编的梯度塑性理论有限元程序，基于土体渐进破坏思想，进行了边坡稳定性分析，考虑了土的应变软化特性，能够获得较为稳定的剪切带。