岩土材料是自然界中应用最广泛的材料之一,属于典型的压力敏感性材料,由于材料中存在微结构(孔洞、微缺陷、微裂纹等),材料变形和破坏机理复杂,其力学性能与金属材料相比有显著的不同,这主要表现在应力应变关系具有非线性和明显的硬化或软化特征以及静水压力影响材料的屈服、损伤和破坏。由于微、细观结构的相似性,岩土材料本构方程的研究对水泥、混凝土和钢筋混凝土以及泡沫金属等新型材料的研究有着重要的参考价值。由于球形孔洞膨胀模型具有对称性、简便明确并易于给出应力和应变场解,从而揭示材料的变形本质,因而广泛应用于固体力学、材料科学、固体物理、爆炸力学等学科领域。本文对岩土力学中球形孔洞膨胀问题进行了研究,采用四区模型,分别讨论了静态和动态膨胀条件下塑性区、损伤区、弹性区的应力和位移场的变化情况。由于采用分区思想,在不同区域内,材料的变形机理不同因而采用的本构模型不同。本文的主要工作如下：1.以球形孔洞膨胀四区模型(塑性区、损伤区、弹性区、应力自由区)为研究对象,认为在塑性区和弹性区之间存在一个损伤区,由于它连接塑性区和弹性区的约束,因此不可能达到完全的破坏,即建立了σθ≠0的四区球形孔洞膨胀模型。2.根据岩土材料的变形连续性特征,选择椭圆形屈服准则,从宏观塑性力学原理出发,建立了反映岩土材料压力敏感性特征的增量型和全量型本构方程；从细观塑性力学原理出发,给出了微结构对岩土类材料塑性屈服影响的塑性屈服条件；引入Lemaitre有效应力的概念建立了材料的损伤本构方程。3.采用分区思想,对岩土材料中球形孔洞膨胀静态问题进行了弹塑性和损伤力学分析,给出边界条件和交界处的连续性条件,并分别讨论了塑性区、损伤区、弹性区的应力和位移场的变化与材料参数的关系,为更深刻地认识材料的变形本质提供了参考。4.采用自相似假设,结合三区模型(损伤区、弹性区、应力自由区)对岩土材料中球形孔洞动态扩展的问题进行弹性-损伤力学分析。用单参数打靶法数值求解了损伤区和弹性区的场量变化,讨论了动态扩展条件下损伤区的影响因素,并指出在一定条件下材料可能被破坏,不能再用损伤本构来描述,此时采用四区模型进行研究将更为合理。5.采用椭圆型压力敏感性材料屈服准则和自相似假设,在对损伤区研究的基础上,用塑性区继续研究在损伤区域外的场量数值解。通过推导动态扩展条件下增量型(理想塑性材料)和全量型(幂硬化材料)塑性区的非线性微分控制方程组,利用三区模型确定的损伤区边界条件,通过双参数打靶法进行数值求解,并分别讨论了材料参数对场量的影响。本文综合讨论了球形孔洞膨胀四区模型描述的岩土材料爆炸应力场,对塑性区、损伤区、弹性区的应力和位移场的研究会使人们更深刻地认识岩土材料的变形本质,为理论研究和工程应用奠定基础。