土体是一种抗拉强度几乎为零的地质材料,为了弥补土体的缺陷,加筋土技术应运而生。随着我国基础设施的建设,具有优异加筋性能的土工格栅得到了大面积应用,在实际工程中采用格栅加筋技术已经成为普遍现象,土工格栅加筋垫层因其优良的加固性能和工程特性,在国内外铁路工程、公路工程、水运工程、矿山工程和支挡结构中得到普遍应用和推广,已经取得了良好的效果和市场反响。然而,关于土工格栅和砂垫层之间作用特性的研究还不够成熟,尤其是加筋机理和设计理论方面的研究远远落后于工程实际,因此亟需对加筋垫层筋土界面力学作用特性展开深入研究和分析。本文围绕砂土与三向土工格栅构成的加筋垫层,定位于筋土界面特性研究,通过开展室内拉拔试验,深入分析不同工况和实际应用环境下加筋垫层的力学行为、变形特性和作用机理。本文研究内容及取得的成果有以下几点:(1)依据大量规范设计加工了适用于土工合成材料与不同土体的大型拉拔试验仪。该设备的最大试样尺寸为0.8 m×0.6 m×0.6 m,水平方向采用可调应变式加载系统,竖向为液压加载,较方便地研究静荷载作用下的界面力学特性。(2)通过拉拔试验研究了三向土工格栅与中砂垫层在不同拉拔方向、含水率和竖向应力作用下的筋土界面作用特性,认为土工格栅的拉拔过程是一种渐进性行为,含水率、竖向应力和拉拔方向均对拉拔力、筋土界面位移、格栅变形和筋土界面作用参数有较大影响。(3)采用纵肋独立拉拔试验与理论分析相结合的手段,研究了两种等效摩擦力的变化趋势、作用效果和加筋机理,提出了基于不同竖向应力和含水率的等效摩擦力占比计算公式。研究发现纵肋独立拉拔试峰值拉拔力只占整体拉拔试验的55%～69%,界面摩擦阻力理论值占试验值的23%～55%;端承被动阻力明显介于整体剪切破坏和冲剪破坏之间,随竖向应力和含水率的增大而增大,随着含水率的增大,端承阻力曲线逐渐由冲剪破坏曲线向整体剪切破坏曲线靠近;端承阻力在拉拔阻力中的占比高达70%～86%,端承阻力占比随竖向应力的增大而减小,随含水率的增大而增大。