我国山地占全国陆地总面积的约三分之二,边(滑)坡失稳滑塌灾害不断发生,造成巨大财产损失和人员伤害。抗滑桩工程作为抗滑结构的主要形式,已得到广泛应用。目前,抗滑桩治理边(滑)坡主要采用矩形和圆形两种典型截面形式,其中矩形截面桩较为常见,但其需通过人工开挖成孔,易受施工环境、工期影响,且开挖中易塌孔,危及施作人员生命安全。相对而言,圆形截面抗滑桩因机械成孔,施工效率高,不易受环境影响,能降低施工安全风险,但其抗弯能力和加固效果稍差,因此,利用小直径圆形截面多排组合结构桩代替传统的大断面矩形和圆形截面单桩具有明显的优越性。目前对矩形、圆形截面单桩和小直径圆形截面组合结构桩的内力变形特性、桩土相互作用机理仍尚未明确,在结构设计过程中多以经验为主,分析理论已远落后于工程实践。在总结分析桩土作用体系已有成果基础上,采用室内模型试验和数值计算手段,对矩形、圆形截面单桩及组合结构桩的荷载响应特征、桩土相互作用机理及抗滑效果进行了分析研究,探讨了组合桩设计要素对力学响应和抗滑效果的影响规律。主要研究工作和结论如下:(1)基于抗滑桩“插销”作用机理,开发了“直剪盒”式桩土相互作用室内模型试验仪,采用等间距的矩形和圆形截面模型桩开展推桩试验,以对上剪盒逐级加载模拟桩背土体和桩间土拱将滑坡推力传递至桩身的作用过程,获取了模型桩响应数据。试验表明,等抗弯刚度条件下,矩形截面桩具有较强桩间土拱效应,土拱区域土体呈现挤密现象,而圆形截面桩桩背中轴线处土体呈现劈裂现象,土体产生绕流趋势,土拱效应减弱;桩背平均压应力与弯矩沿桩身分别呈梯形和幂函数关系变化,矩形截面桩的桩头位移和桩身弯矩与圆形截面桩比相差不大,而桩背平均压应力较之圆形截面桩大。(2)在基于推桩试验的有限元模型参数校验基础上,建立三维足尺概化模型,探讨了不同截面形式对桩身和滑体力学响应的影响规律,采用强度折减法进行了抗滑效果差异分析。计算表明,随深度的增加,深层桩周土体较浅层土体滑移量小,土体向桩身应力传递的作用范围增大、效应增强,且矩形较圆形截面桩显著;圆形截面桩中轴线处桩后土压力值最大,越远离中轴线土压力值越小,呈缓-陡-缓的衰减规律,矩形截面桩后土压力分布均匀,圆形较矩形截面桩后土体的莫尔应力圆大,易发生剪切破坏;矩形较圆形截面单桩的抗滑效果好,等间距时圆形桩截面面积是对应矩形桩的1.25倍或等面积时圆形桩桩间距是对应矩形桩的89%时,两者的抗滑效果基本一致。(3)针对小直径圆形组合结构桩有限元模型,研究了不同结构形式组合桩桩身内力变形的分布规律,用单参数分析法探讨了“T”字形组合桩的单元结构桩心列距、排距以及冠梁弹性模量对组合结构桩受力变形特征和抗滑效果的影响。研究表明,组合结构后排桩较前排桩桩背应力大,但由于冠梁的存在,前后排桩协调变形,桩身弯矩、剪力差距不大,且沿桩身的分布曲线较矩形截面单桩平缓,最大弯矩、最大剪力分别较矩形截面单桩减少了65%~80%与40%~53%;相等的截面面积,“T”字形组合结构桩形成较强的桩土作用内核,抗滑效果最优;桩心列距、排距以及冠梁弹性模量对桩身内力变形的分布形态无影响,而对数值有影响,且抗滑效果只受桩心排距和列距的影响,提出了小直径圆形截面组合结构桩设计要素的优化建议。综上所述,较全面的研究了不同截面及结构形式抗滑桩力学响应及桩土相互作用特征,为矩形、圆形截面单桩及小直径圆形截面组合桩的工程设计提供了参考。