对土体在静力和动力荷载作用下应力、应变的数值和变化过程的分析。分析的范围可以同时包括土体及与之邻接的结构物，如基础、隧道、涵管、挡土墙、地下连续墙、桩等。土体变形可能引起周围混凝土结构的开裂破坏，所以土与结构共同作用分析是土体应力应变分析的一个重要内容。不同刚度的土体邻接时，例如分区式高土石坝，容易发生局部开裂破坏，它也是土体应力应变分析的一个重要内容（参见土石坝应力变形分析）。

土体应力应变分析一般按下列步骤进行：①选定计算模型（参见土的本构关系）。②选取代表性土样，按计算模型的要求测定计算参数。③根据工程特点选用一种数值方法和相应的计算机程序（参见计算固体力学）。④按计算机程序的要求准备数据，如设计断面、施工及运行中可能遇到的荷载，还有试验得出的计算参数等。⑤用计算机计算。⑥整理分析计算结果，如绘制应力、孔隙压力和变形分布及其时间过程曲线等。根据分析结果，判断土体在设计荷载作用下是否产生过大的变形或破坏。在实际设计中，土体应力应变分析常与其他分析方法（例如土坡稳定分析方法）配合进行。

土体应力应变分析，可分总应力分析与有效应力分析两种。前者所用的本构关系，通过总应力与应变表示；后者则通过有效应力与应变联系。对于平面变形问题，按总应力法，土体中每点只有两个自由度，即水平和垂直向位移，除本构关系不同外，它与结构力学中的位移法类似。有效应力法常按比奥（M.A.Biot）固结理论计算，每点有3个自由度，即除两个位移外还有一个孔隙水头或孔隙水压力。计算结果除得到各点的有效应力、应变及位移外，还可得出孔隙水压力的增长和消散过程。这样的分析也称固结和变形的耦合分析。有效应力法是理论上较完善的分析方法，对于饱和土和饱和度大于85％的土，宜采用这一分析方法。

动荷载作用下土体的应力应变分析，问题比较复杂，有关的分析方法尚在发展中。其中模拟地震作用的土石坝地震反应分析有重要意义；考虑地震期砂土中孔隙水压力增长、消散和扩散的有效应力动力分析方法，可以定量地算出砂土液化过程。