膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩的特征,在环境影响下会导致膨胀土地基上部土工结构产生破坏。近年来,桩网结构路基被逐渐应用于膨胀土区高铁线路中。但目前对于膨胀土区桩网结构路基的理论研究相对滞后,对工作机理仍缺乏深入地认识。本文结合国家自然基金项目“膨胀土地基胀缩循环作用下高铁桩网结构路基土拱效应退化失效机理研究”,通过前期项目调研,室内有荷膨胀率试验、增湿作用下桩网结构路基三维模型试验、数值模拟分析等手段,对膨胀土地基增湿过程中桩网结构路基的土拱效应演化规律进行了研究。本文的主要研究内容包括以下几个方面:（1）通过室内有荷膨胀率试验,得到了16%含水率下两种干密度土体的有荷膨胀率,为后文的试验设计及数值模拟提供了相关膨胀参数。（2）通过自主设计并搭建的浸水作用下三维桩网结构路基试验平台进行了增湿作用下膨胀土区桩网结构路基的模型试验研究,对填筑及加载阶段地基土沉降、土压力变化规律、桩体受力、格栅应变等进行了相关分析。结合桩间土荷载分担、桩土应力比等指标证实了此阶段土拱效应地形成,并对土拱效应与拉膜效应进行了定量分析。通过对增湿过程中地基土土压力、桩顶土压力及地基土位移数据进行整理分析,发现膨胀土地基浸水后发生膨胀,土拱效应发生退化。此外发现当地基顶部的大孔隙比膨胀土发生湿陷后,土拱效应再次增强,且再次增强的土拱效应发挥程度强于首次。（3）通过FLAC3D有限差分软件对增湿作用下膨胀土区桩网结构路基进行了数值模拟研究与参数敏感性分析。对加载阶段与膨胀阶段地基土土压力、桩顶土压力及地基土位移数据进行提取并整理分析,定义了土拱退化比例的概念,对土拱效应退化程度进行量化分析。研究表明,底层与中层地基土的膨胀即可使土拱效应退化完全。此外,通过对不同桩间距下膨胀土区桩网结构路基的参数敏感性分析,证实较小的桩间距对土体加载作用下的沉降与增湿作用下的膨胀有着更好的控制作用。同时探讨了不同桩间距、不同地基填土对土拱高度、桩间土荷载分担比、桩土应力比的影响。