土体在动荷载作用下的应力-应变关系是土动力学的基本内容,也是分析土动力反应等一系列工程问题的重要基础。土体的动力特性主要表现出非线性、滞后性、变形累积以及强度与刚度退化特性。到目前为止,所提出土体动力模型大多不能令人满意。Bouc-Wen土体动力模型既包含非线性阻尼,又包含非线性刚度,可通过合理选择参数得到不同形状的滞回圈,用以描述土体在动力荷载作用下非线性、滞后性、变形积累等特性。Bouc-Wen模型还无需处理加载拐点,方便编程,具有良好的通用性。Bouc-Wen土体动力模型也能很好地反映刚度和阻尼随剪应变的变化,适于描述多种类型土的循环动力特性。本文在介绍典型Bouc-Wen土体动力模型的基础上,提出修正的Bouc-Wen退化模型,分析了Bouc-Wen模型中各参数的物理意义及其对滞回圈的影响,探讨了Bouc-Wen土体动力模型的适用条件。结合常规动态试验得到的土的动剪切模量及等效阻尼比与循环剪应变之间的关系曲线,采用遗传算法对Bouc-Wen土体动力模型进行参数辨识,得到了几种不同坝料的Bouc-Wen土体动力模型参数随动剪应变的变化规律。通过将Bouc-Wen土体动力模型的微分表达式线性化,并采用最小二乘法对直接通过动力试验得到的滞回曲线进行参数辨识,可以得到Bouc-Wen模型的参数初始值。对参数进行优化后,得到的模型曲线与试验点总体上较好吻合。从热力学基本定律出发,克服Hardin-Drnevich模型及Ramberg-Osgood模型未考虑实际阻尼比随剪应变变化的局限,结合模量退化和阻尼增长给出基于Bouc-Wen微分模型的增量耗散函数,研究了筑坝土石料的动力耗散特征及动力变形机理,得到筑坝土石料的阈值应变。其中第2阈值应变与传统试验方法得到的门槛应变相当。