很多的工程事故,如路堤塌陷、基坑坍塌、地基失稳都是平面应变问题,失稳破坏多是局部化剪切破坏,都存在剪切带现象,但是对平面应变条件下的剪切带研究资料还比较少,为了加深对平面应变条件下的剪切带机理的研究,以便更好指导工程实践,本文主要做了一下工作：选取不同粒径和和相对密实度的砂作为本次研究对象,利用新型平面应变仪进行三个围压的平面应变试验。试验过程中,改进后的图像测量系统拍可以拍摄到试样剪切变形的整个过程,经过图测软件可以得到试样的应力-应变关系。同时对比同样试验方法的常规三轴试验,分析了砂在两种试验条件下的变形与强度特征的差别,发现在同样围压下,平面应变条件下的偏差应力及广义剪应力大于常规三轴压缩条件下的,说明平面应变状态下砂的强度较高；在相同的大主应变下,平面应变试验的广义剪应变最大值远大于常规三轴试验；同时,也可以看出平面应变试验下,小主应变反映的侧向膨胀更大,而体积应变远小于常规三轴试验。由此说明,应力状态对砂的力学特性有重要的影响,应依据工程中实际的受力状态选择相应的试验方法来确定其力学特性。通过对试验数据的分析,对平面应变状态下的剪切带有了一定的认识：1)砂有两种破坏形式；2)剪切带开始形成的点的确定方法,当带外点应变开始分叉是剪切带开始形成的标志;3)对比了剪切带倾角的测量值与计算值,同时提出了剪切带宽度的确定方法；4)另外对剪切带内与带外点的应力应变关系进行了分析,得到了一些结论：剪切带内的砂土表现为持续增长的不可恢复的塑性变形,而带外的砂土表现为弹性变形,当试样出现剪切带破坏及应变软化现象后,带外的砂土表现为随剪切带发展的刚体运动或卸载回弹。试样内不同部位的应力-应变关系相差较大,尤其在峰值之后。我们通常常规的方法测得的应力-应变关系只是一种宏观上的平均近似,用这种应力-应变关系来作为试验土体的本构关系可能不太恰当。最后,对平面应变条件下的土体的体积模量进行了研究,考虑中主应力的影响,对体积模量进行了修正,同时得出了修正后的邓肯-张E-B模型参数。