我国大约有2/3的国土为山区,随着我国经济的发展,越来越多的公路、铁路工程进入山区,其中遇到的一个突出工程问题就是大量的不稳定边(滑)坡。由于存在土拱效应,抗滑桩作为一种非连续支挡结构仍具有很强的抗滑能力,在山区边坡支护工程中广泛应用。土拱作为抗滑桩发挥抗滑支挡的重要保障,因自身的承载力限制,在地震动力、降雨等条件下容易发生破坏,而土拱一旦破坏往往意味着整个抗滑桩支挡工程的失效。本文采用理论分析、室内模型试验及数值模拟试验等综合方法,系统地分析了悬臂桩和桩后土拱的力学关系,提出了桩拱联合作用和桩拱联合体的概念,推导了桩后土拱的极限承载力计算公式以及地震荷载下桩后土拱的受力计算公式,验证了土拱失效的三种典型模式。主要内容及成果如下:1)分析悬臂桩和桩后土拱的力学特征和力学关系,提出桩拱联合体和桩拱联合作用。通过分析桩拱联合体,提出土拱承载力概念并推导了基于土拱稳定存在条件下的土拱极限承载力的计算方法。基于土拱承载力概念,提出土拱失效的概念,并就土拱失效的典型表现形式进行分析。2)对地震动力作用下桩拱联合体的动力响应特征进行分析,并就地震动力下桩后土拱所受的剩余下滑力和主动土压力计算进行研究。针对不同地震加速度下抗滑桩和坡体的水平位移情况就行了研究,得到了地震动力下抗滑桩偏转的基本规律。3)针对抗滑桩偏转引发土拱失效的复杂机理,对抗滑桩偏转模式进行研究,提出两种基本的抗滑桩偏转方式,自行设计模型试验,不同的偏转模式下桩后土拱的稳定性情况进行研究。4)针对降雨弱化土拱拱体导致土拱失效,采用自制模拟降雨装置进行拱联合体的破坏行为,研究土拱在降雨条件下的失效。