基于十二面体单元主剪面应力对和主剪面应力对的作用这两个概念提出岩土发生剪切破坏的新机理，基于该机理提出岩土的三剪统一强度理论并对其进行微细观及宏观理论分析，完成所需的岩土在复杂应力条件下的强度和变形试验，特别是岩土破坏特征方面的试验，进一步完善对所提理论的实验验证；研究以三剪统一强度理论为基础的岩土弹塑性本构关系及其在岩土工程有限元计算中的应用方法；研究在实际岩土工程问题中如何依据工程岩土体的实际情况来确定强度准则中所需岩土力学参数值的方法；针对采用有限元计算、岩土体为非均质体的复杂岩土工程问题，提出一套系统的理论和方法用于解决岩土力学参数的空间变异性分析、岩土力学参数随机场的离散、单元体力学参数的最优估值、单元体网格的合理划分等问题；根据所得理论研究成果，完成相应的有限元计算编程，对一些著名的岩土工程数值计算软件进行相应的二次开发。 2100433B

按剪切变形过程中强度的变化，抗剪强度又分峰值强度和残余强度。 前者是随着剪切变形出现的最大强度值，后者是不断变形后的最终值。在达到峰值应力后的剪切过程中，剪切面上的黏聚力破坏以及粒间咬合力减弱，因而强度降低。资用强度在峰值强度与残余强度之间 。2100433B

抗剪强度是指外力与材料轴线垂直，并对材料呈剪切作用时的强度极限；或指抵抗剪切破坏的最大能力。土的抗剪强度是土的一个重要的力学性质。土的抗剪强度可分为二部分：一部分与颗粒间的法向应力有关，其本质是摩擦力；另一部分是与法向应力无关，称为黏聚力 。当外部载荷在地基内部产生的剪应力达到土的抗剪强度时，土体就遭到破坏，严重时将产生滑坡，建筑物地基丧失稳定。可以用以下公式计算：

其中φ为内摩擦角，c为土的粘聚力。在以土的抗剪强度为纵坐标、剪切破坏面上的 法向应力为横坐标的坐标系中，土的抗剪强度包线对横坐标轴的倾角。 通常以

双剪统一强度理论是在中国本土产生、具有创新性的应用基础理论成果。经过多年发展，国内外对统一强度理论进行较广泛研究、评价和应用。但统一强度理论在理论、实验、参数确定及计算机实施与应用等方面需继续深入研究。 为此，为克服统一强度理论屈服函数存在的角点奇异性缺陷，本项目提出了一种基于主应力空间的统一强度理论图形返回算法。该方法能够精确地确定角点处的塑性流动矢量，并使得统一强度理论的数值实施更为简单有效。 之后，为确定参数b对发挥材料使用潜力的作用，本项目将统一强度理论运用于如下的两个数值模拟中。在第一个模拟中，统一强度理论被用于分析含结构面的三维岩质边坡的稳定性。 分别考虑参数b取值为0、0.25、0.5、0.75、1的五种情况，并加载不同程度的中间主应力，绘出了岩质边坡动安全系数曲线。计算结果表明参数b取值不同时，所得的动安全系数时程曲线形状是一样的，且在相同时间节点获得安全系数最小值。在第二个模拟中，统一强度理论材料被用于预测纳米复合陶瓷材料的宏观三点弯曲强度。通过将参数b分别取值为1和0，可得到抗弯强度预测值的上限和下限。并且当参数b取值为0.5时，预测结果可以很好地吻合实际实验结果。 此外，本项目系统总结了自1991年以来，统一强度理论的研究进展，分别阐述了统一强度理论的力学模型、数学模型及参数确定、屈服面，以及应用推广, 并将其发表于Proccdia Engineering 10(2011).。最后，在本项目的资助下，整理、汇总了统一强度理论近50年的研究成果，申报并获得 2011年国家自然科学二等奖1项。 2100433B