土工合成材料加筋技术在工程中应用越来越广泛，相关加筋机理、试验手段及计算方法的研究引起了学术界的关注。本文从试验设备研制、影响因素分析、机理试验研究以及数值模拟方法等多方面入手，较为深入而系统地研究了土工格栅与砂土界面力学特性，分析了筋土相互作用机理，初步建立了统一的筋土界面本构关系，开发了具有一定普遍意义的加筋结构有限差分计算方法。本文获得的研究成果和结论如下： (1)研制开发了一套具有先进水平的、可进行大尺寸界面直剪试验和拉拔试验的大型多功能界面剪切仪。该仪器可在水平方向和竖直方向实现静载荷和循环载荷边界条件，其配套的PTV系统还可对界面附近土颗粒进行细观量测，为筋土界面力学特性和相互作用机理研究提供了试验平台，同时也可满足多种界面剪切试验的要求。 (2)在大型多功能界面剪切仪上进行土工格栅拉拔试验研究，分析了筋土界面力学特性及其影响因素，包括法向应力、土工格栅类型、试样长宽比和拉拔速率等。试验结果表明，上述因素均对筋土界面力学和变形特征产生了不可忽视的影响，研究成果对正确进行土工格栅拉拔试验、进行土工格栅与土相互作用机理研究具有积极的指导意义。 (3)在常规设备上进行拉拔试验，对土工格栅试样进行特定的裁剪加工，可在拉拔阻力中计算分离出纵肋摩擦阻力和横肋被动阻力。研究结果表明，被动阻力有着与摩擦阻力不同的作用机理和发展规律，且在拉拔阻力中占有较大份额。 (4)利用大型多功能界面剪切仪进行土工格栅拉拔试验，通过改变试样的横肋百分比和纵肋百分比，系统地研究了土工格栅与土相互作用机理。试验结果显示，土工格栅横肋百分比、横肋所处的位置和纵肋百分比都影响着被动阻力的发展，同时也就对拉拔力的发展产生了影响。 (5)首次根据拉拔试验结果计算获得了统一的筋土界面本构关系，在FLAC3D的基础上进行二次开发，建立了适用于加筋土数值计算的有限差分计算方法，并对土工格栅拉拔试验进行了数值模拟分析。计算结果在考虑土工格栅的拉伸力学特性的基础上，准确地描述了筋土界面非线性力学性质和应变软化的特性，并与试验结果吻合较好，验证了本构关系和计算方法的合理性和有效性。 (6)首次进行了法向循环荷载下土工格栅拉拔试验研究，初步探讨了法向循环荷载特征对筋土界面力学特性的影响。研究结果显示，法向循环荷载下土工格栅筋土界面表现出的拉拔力和体积变形呈相应的循环状态，进行加筋土结构分析计算时，可用拟静态荷载来代替循环荷载的作用。法向循环荷载的频率、振幅和波形等特征对界面力学特性都有一定的影响。