层状岩体具有层状构造和韵律结构,各向异性特征显著,层状岩体地下工程围岩应力分布及变形破坏特征也更为复杂。然而,在工程弹塑性分析中,岩体通常假定为各向同性体,这导致计算结果存在较大误差。因此,构建一组能够科学表征层状岩体弹塑性力学行为的本构模型,对分析层状岩体力学行为及变形破坏机制具有重要的理论意义和工程价值。本文采用室内试验、理论分析和数值模拟等研究方法,通过对层状岩体力学特性的研究,构建层状岩体各向异性本构模型,并应用于隧道工程实例中。研究成果如下:（1）开展了板岩室内单轴、三轴压缩试验和巴西劈裂试验,研究了板岩力学参数与层面倾角的变化规律,并获取本构模型所需的计算参数,分析了层状岩体的力学特性和破坏模式。（2）基于横观各向同性弹性本构模型,考虑张拉截止效应的摩尔库伦屈服准则,结合层状岩体的各向异性特征,构建了能够反映层状岩体弹塑性力学行为的横观各向同性弹塑性本构模型。（3）根据弹塑性力学增量计算理论,推导模型增量表达式。通过FLAC3D二次开发平台和VC++环境,将模型程序化并内嵌至FLAC3D数值软件,由主程序调用执行。采用了与商业数值分析软件内置本构模型对比验证、工程数据与自开发本构模型数值计算结果对比验证、与室内单轴压缩对比验证三种验证方法,分析数值计算结果,验证了模型的合理性与适用性。（4）以现场实际工程为例,进行偏压隧道变形破坏的模拟分析。数值计算结果表明,围岩的位移变形和塑性区主要集中在隧道拱顶的右侧,这与现场监测结果吻合。由于数值模拟以连续介质力学为基础,难以模拟分析围岩变形破坏的宏观行为,因而位移变形值较实测值小且塑性区分布范围的偏压性不够显著。（5）分析了三向等压圆形隧道在不同层面倾角条件下,应力状态、位移变形和塑性区分布规律。得出了在水平岩层中开挖隧道,最不利位置为拱顶和仰拱;在竖直岩体中开挖隧道,最不利位置为侧墙;在倾斜岩层中开挖隧道,最不利位置为隧道的拱肩和拱脚。