大尺寸膜袋砂围堰(堤坝)是将平面上数十米乃至百余米的大尺寸膜袋铺设于软土地基,利用水力向内充填砂石,逐层加高构筑成围堰(堤坝)。这种大尺寸围堰具有施工速度快、工程造价低以及对软土地基适应性强等优点,近10余年来在围海造地或近海水闸、海堤等工程中应用逐步广泛。尽管如此,大尺寸膜袋砂围堰在施工过程中失稳塌陷的情况仍时有发生,说明其理论、设计与施工技术还有待改进。本文调研了大尺寸膜袋砂围堰在国内外的应用和研究现状,重点针对其破坏模式开展研究。通过缩尺物理模型试验和数值模拟对膜袋砂围堰荷载作用下软土地基变形形态及破坏模式进行了较深入的探讨。利用数值模拟手段对大尺寸膜袋砂围堰的地基变形破坏模式进行分析并提出了大尺寸膜袋砂围堰的优化设计方法。获得的认识如下:(1)在膜袋砂围堰宽度尺寸较小时,地基的变形破坏形态为:膜袋砂地基中心发生沉降位移,围堰外地基土隆起,坡脚处地基土表面出现拉裂,地基发生地基整体破坏。基于试验位移矢量分析,本文提出了模袋砂围堰柔性荷载作用下软土地基的破坏分区。(2)当膜袋砂围堰宽度尺寸很大时,地基不可能发生整体破坏,只会在围堰边坡局部出现滑动破坏,进而造成围堰砂袋被拉断,最终发展为地基-边坡的整体滑动破坏。这种情况下,只需按照规范要求作抗滑稳定验算,不作地基承载力验算。(3)当膜袋砂围堰底层宽度一定,刚度增大时,围堰整体性得到提高,抑制了地基土的侧向变形,围堰-地基不再发生边坡滑动破坏。(4)基于围堰底层砂袋刚度对地基变形破坏模式的影响,提出了新的设计方法——“船型设计法”,即在模袋砂底层采用高强度土工合成材料进行加固,提高围堰整体性,确保土工布和土工格栅不被拉断,在地基发生较大沉降变形时,围堰像一艘船一样只是增加“吃水深度”,但是不发生边坡滑动破坏。