扰动状态理论(DSC)认为材料响应是两种参考响应的加权平均，处于相对完整状态下的材料响应和处于调节后状态下的材料响应以一个扰动因子作为权相加，构成材料的真实响应。理论要求选择合适的本构模型用于描述参考状态的响应。单屈服面分级模型 HISS一般可以用来描述相对完整状态的材料响应。 本文对 DSC 理论全貌做出深入介绍和述评，叙述了理论的发展源流，比较了理论与内时理论、损伤理论和非局部模型理论的区别，指出DSC的相对优势。指出 DSC的显著优点之一是问题可以保持在应力空间中得到解决，而不涉及应变空间。简介了国内外学者的工作。 本文对DSC做出合理性细观分析，利用硬化土和软化土的宏观剪切实验与同时进行的细观 CT 实时实验结果对照，通过土体的硬化现象或软化现象与相应CT数变化的关系，说明理论分析和解决问题所采取步骤的逻辑合理性。硬化或软化时CT 数的变化差异对应着扰动因子D的叠加与否。硬化现象的描述不需要叠加扰动因子，软化现象的描述需要叠加扰动因子。不论是否存在薄弱区，材料 CT 数的相对变化量都显示上述规律。提出一个新的扰动因子演化方程，以材料各层 CT 数方差的算术平均值作为演化方程的自变量。应用方程描述了软化灰色粉质粘土的应力应变关系曲线，结果表明，DSC 解决问题所基于的响应修正思想是合理的，新的扰动因子演化方程能够沟通细观实验现象和宏观实验现象，演化方程的提出具有物质基础。 本文把DSC用于岩石材料的应力应变关系进行描述。归纳总结了理论在分析解决三个典型的岩土工程问题，即排水土，不排水土和岩石问题时采取的具体步骤。在三种典型岩性岩石即红砂岩、大理岩和花岗岩的单轴受压实验中拟合其应力应变关系曲线。实验采用RMT-150B岩石实验机完成，得到具有稳定软化段的曲线。提出直接迭代法代替原有迭代法，方法在描述曲线软化段时效果较好。讨论了实验曲线弹性段压密点前后弹性模量的变化对计算结果的影响，改进了描述效果。在大理岩和红砂岩常规三轴受压实验中讨论了扰动因子的参数随着围压变化的情况。应用DSC的平均化思想描述了单轴受压情况下红砂岩体应变的变-化规律。详细介绍了单屈服面分级模型王HISS的特点，HISS系列模型与其它模型比较的优点和模型参数的物理意义。明确了单屈服面分级模型与扰动因子的结合方式。应用HISS模型和扰动因子相结合，拟合了红砂岩单轴受压实验应力应变关系和体应变变化曲线。结果表明，充分运用DSC的平均化思想或响应修正思想。可以简洁有效地描述岩石材料的应力应变关系或体应变变化情况。 作为DSC在土力学领域中的扩展，本文将DSC引入Biot固结理论，得到土水耦合的联合方程组，在给定边界条件下可以求得任意时刻的位移和孔压。利用修正剑桥模型和扰动因子相结合得到材料有效应力的变化情况。相应的实验路堤沉降计算算例显示,DSC可以取代损伤理论发挥作用。可以得到结论：DSC可以成功引入其它常规理论，需要用到本构模型时，利用DSC的响应修正思想能够取得更为理想的效果。 作为对DSC在岩土力学领域中的发展，本文讨论了扰动的应力各向异性表述方式，扰动因子以向量形式出现。详述了各向异性扰动状态理论的有限元实现过程，给出漂移修正和物理量初始值确定方案，确定了各向异性扰动因子引入王HISS模型的实现步骤,编写了有限元程序。 轴对称问题算例表明，总是可以选取合适的扰动因子参数，用以精确描述材料的力学响应，HISS模型的敏感参数的变化引起的相应物理量值的变化也是平缓的。在平面应变问题算例中，实验结果准确有效，物理量变化规律合理。在描述材料的应力、应变、位移变化方面，可以通过调整扰动因子的参数取值，使结果拟合得足够理想。相应的有限元程序源代码利用两种程序设计语言MATLAB和FORTRAN混合编写。文后附录给出三个重要的用于矩阵运算的子例程子程序的源代码。结果表明，运用经过扰动因子概念细化的响应修正思想可以简单有效地描述材料的应力各向异性响应。 本文推导了DSC耦合几何非线性问题的有限元表述。在保守系统内，小应变大位移条件下的本构关系与小应变小位移条件下的本构关系一致，均由HISS模型与扰动因子结合得到。公式推导结果表明，基于材料的本构不变性原理，DSC可以引入到几何非线性研究领域之中。