局部变形数字图像测量技术在三轴试样变形测量中的应用，克服了传统变形测量方法的不足，提高了变形测量精度，为土工三轴试验提供了全新的、更合理有效的变形测量手段。本项研究将在已有的三轴试验土样全表面变形数字图像测量系统研发的基础上，通过对变形场和应变场分布特点及其变化规律分析，研究土样的局部应变特征，探索局部变形数据在整理土样强度和变形参数方面应用的新思路；通过对全表面应变场、应变梯度场及应力水平场等的分析，研究了剪切破坏的发生和发展过程，并探讨剪切带带宽、厚度及剪破角等的影响因素。在热力学的框架内引入结构因子，通过结构因子的发展变化来描述土体剪切破坏的发展过程和发展机理，采用混合遗传算法来反演未知参数。最后，将该模型嵌入商业有限元软件，对实际工程项目进行分析以验证该模型的有效性。研究意义在于充分发挥土样变形测量的优势，并用测试手段的创新，带动土的本构理论研究的创新。
