边坡问题是人类工程活动中最常见的问题之一,而抗滑桩作为一种治理边坡问题的主要支挡结构形式,其与土体的相互作用关系受到了越来越多岩土工程领域人士的关注。前人已经做了许多桩土相互作用的试验来探究桩土相互作用机理,但由于土体的不可透视性、嵌入应力应变器测试的不连续性,不能对桩与土的相互作用过程在细微观层面有一个比较直观的展示。随着科技的发展,用人工制作的透明土和PIV技术使得研究抗滑桩与土体内部微观相互作用成为了可能,同时数值模拟软件的发展也可以对工程实例进行模型化分析。另外,目前基于矩形截面桩的桩土相互作用研究较多,本文将选用圆桩对桩土相互作用在细微观层面的机理进行研究,主要研究内容及成果如下:(1)配制替代砂土的透明土作为试验材料由于边坡土体本身的不可视性,通过这些土体本身试验无法获得其内部的位移演化特征,使得大家对桩土相互作用有不同的观点。本文对透明土的物理力学特性进行了实验测试,结果表明透明土可替代天然砂土应用于桩土相互作用可视化模型试验研究。这种透明土可以直观的观测土体内部的位移应变,解决了以往只能靠插入应变片、应力盒的方式采集零散数据的缺点,为研究桩土细微观层面的机理创造了条件。(2)分析桩土相互作用演化过程首先利用模型试验的单一工况,对桩土相互作用过程中的位移矢量、垂直于模型箱移动方向位移、沿模型箱移动方向位移、总位移、应变的演化情况进行分析总结,得到了桩土相互作用在空间内的位移及应变规律,并给出了圆桩桩土相互作用的区域划分,以及圆桩拱轴线与桩间距的关系式。其次再利用PFC3D数值模拟软件对试验模型进行数值模拟,得到了土体内部的力链、桩上的受力情况、空间内颗粒体的位移情况以及土体颗粒的裂隙情况的一般特征。(3)对比不同桩径、桩间距和深度对桩土相互作用的影响通过分析模型试验及PFC3D数值模拟的结果,可以得到增大桩径之后相互作用力就越大,对土体颗粒的影响范围将变得更大,土拱形成的就越慢,裂隙发育也越慢,从而得出桩径越大对抗滑桩的抗滑效果提升越大。对比桩间距可以得出,桩间距越小,土拱形成的越快,破坏的也越快,影响的范围越大;可以得出小间距会使得边坡滑动少量位移之后土拱效应就失去效用,而合理的桩间距可以容许更大的位移且减少成本。对比不同深度的总位移情况得出,实际工程中单排圆形抗滑桩的底端土拱效应最发育,拱高最高,顶部土拱效应越滞后且拱高越小。本文从可视化模型试验、离散元数值分析两方面入手,研究了圆桩桩土相互作用在微观层面的形成、发展与破坏机理,对比了不同桩径、桩间距及深度对桩土相互作用的影响,为砂土类滑坡的抗滑桩设计与长期维护运营提供了有益的参考。