加筋土的发展已经有几十年的历史,由于提高经济效益、施工效率高、外观美观、减少建筑面积使用等优点,在工程领域已经得到广泛应用。为加强土石坝的抗震效果,已有部分土石坝工程(青峰岭、冶勒、狮子坪、两河口等)应用土工格栅来进行坝顶抗震加固。对于坝坡稳定分析,圆弧破裂面存在两种主要的破坏形式,即顶部筋材发生拔出或断裂破坏而失效,底部筋材因与土体发生水平向的滑移达到超过筋土界面所能承受的最大承载力而发生破坏。已有的研究主要针对粘土、砂土与土工格栅的界面静力特性,对于颗粒较大的粗粒土与土工格栅界面特性的静、动力试验研究较少。因此,应开展粗粒土与土工格栅大型直剪和拉拔试验,研究静、动力荷载下粗粒土与土工格栅间的接触面变形和强度特性,阐明土工格栅加筋作用机理。本文首先对拉拔试验仪和大型直剪试验仪进行了改进,在此新设备的基础上开展了一系列粗粒土与土工格栅筋土界面特性研究。(1)首先对剪切盒进行改进,保证在直剪过程中试件界面的面积保持不变,提高试验测量的准确性。研发新型格栅夹具增强对格栅的嵌固以提高试验测量的精确度;对于直剪试验,在上盒与下盒剪切面之间增加滑轮以减少测量误差。(2)通过开展室内拉拔试验,研究聚酯经编土工格栅横肋与纵肋对拉拔试验筋土界面性质的影响。结果表明:纵肋与横肋的共同作用影响土工格栅的抗拔强度,而纵肋对抗拉强度的影响较横肋大。具有较大的横肋网格单元是导致筋土界面拉拔强度大幅度降低的关键因素。(3)采用大型直剪试验设备进行单调直剪试验,研究不同种类的土工格栅对筋土界面特性的影响,并通过抗剪强度曲线进一步分析试验结果。结果表明:无加筋材料的素粗粒土界面相较于土工格栅筋土界面表现较强的软化特性。通过在两河口堆石料中加入筋材,可以提高土体界面的摩擦角,提高整体抗剪强度。聚酯经编土工格栅在法位移-剪位移关系曲线中,整体表现为先剪缩后剪胀的规律。(4)为了研究聚酯经编土工格栅与粗粒土接触面的动力特性,通过室内大型直剪试验设备进行循环直剪试验,研究不同法向应力、循环剪切幅值、循环次数等因素对筋土界面抗剪强度以及体变的影响。试验结果表明:循环荷载作用下,不同竖向应力下筋土界面表现为法向位移增大与减少相互交替的特性,总体表现为剪缩的特性。随着循环位移幅值的增大,在循环试验后进行的单调直剪试验的切应力峰值也逐步提高。循环剪切周次对堆石料筋土界面的动力特性也有影响,同一法向应力下,随着循环次数的增加,筋土界面发生了硬化,横肋与格栅的咬合力增强,筋土界面剪切强度也相应提高。