我国是一个多山国家,山地约占国土面积的三分之二,山区地质结构错综复杂,地形地貌起伏变化大。近年来,由于西部大开发战略的深入开展,山区的工程建设越来越多,在很多山区大量的公路、铁路、水利、矿山等工程项目纷纷上马。为了满足工程建设的需要,岩土体的开挖就显得很有必要,甚至无法避免,这样就会形成非常多的人工边坡。目前有很多支护边坡的措施,其中桩板墙是一种常见的支护手段。目前,桩板墙已被广泛应用于各类边坡支护中。虽然桩板墙结构不太复杂,但是其受力机理却较为复杂,并且由于缺乏系统的总结,工程技术人员往往依靠经验来设计桩板墙。因此,当前桩板墙工程的理论研究还远远落后于工程实践。桩板墙能够阻止被加固岩土体滑塌,主要是依靠相邻两桩之间的土拱效应起作用,但是传统的设计方法中并未考虑土拱效应的影响。已有很多学者对抗滑桩中的土拱效应做过研究,然而,对于桩板墙工程中的土拱效应的研究还不太清晰。鉴于此,研究桩板墙工程中的土拱效应,并对桩板墙的设计进行优化具有很好的理论意义和工程价值。本文主要采用数值模拟和室内模型试验等手段进行研究。先对研究桩板墙工程中的土拱效应进行分析,并介绍基于土拱效应原理的桩间净距理论和挡土板土压力理论;再应有大型有限元软件ABAQUS研究挡土板位置、土体抗剪强度、桩间净距以及桩土接触面粗糙程度对桩板墙工程中土拱效应的发挥和挡土板直接承担的土压力的影响,研究桩板墙工程中土拱效应的三维空间分布特性;最后,应用土拱效应的原理通过室内模型试验和数值分析对桩板墙做构造上的优化。通过上述研究,得到了以下结论:(1)在其他因素不变的情况下,随着土体内摩擦角的增大,挡土板上土压力逐渐减小,桩体直接承受的土压力逐渐增加,桩间土拱效应逐渐增强;随着土体粘聚力的增大,挡土板上土压力逐渐减小,桩体直接承受的土压力逐渐增加,桩间土拱效应逐渐增强。(2)在其他因素不变的情况下,随着桩间净距的增加,桩间土拱效应越来越弱,更大比例的土压力直接作用在挡土板上。(3)在其他因素不变的情况下,增大桩土接触面的粗糙程度,有利于桩间摩擦土拱的形成,能有效减小直接作用在挡土板上的土压力,增大桩板荷载分担比。(4)其他因素不变的情况下,在挡土板与桩翼缘之间设置弹性材料,随弹性材料弹性模量的逐渐减小,相邻两桩边缘连线上土体向临空面的位移逐渐增大,相邻两桩之间的土拱效应逐渐增强,桩板荷载分担比逐渐增大,桩背侧直接承担的土压力逐渐增大,挡土板直接承担的土压力逐渐减小。(5)随着深度的增加,桩板荷载分担比总体上逐步减小,桩间土体相对桩体的位移越来越小,土拱效应逐渐减弱。