由于砂石料等自然资源越来越难于获得，应用传统的海岸和河岸结构物进行建造和维护变得非常昂贵，土工织物充填管状袋具有就地采用当地淤泥和设备进行施工建设，可降低工作量、缩短施工周期、节省工程费用和减少环境污染等优点；同时，在环境工程领域，相对于将疏浚材料、泻湖沉积物、工业废物和受污染物等土工材料简单地暴露于空气中进行脱水，用土工织物包裹细质级材料所构成的脱水用土工织物管状袋还可以节省成本，达到较快脱水和固结。 土工织物充填管状袋是利用土工织物制作成管状，向其内充填以疏浚材料或泥浆等制成的土工特种材料。土工织物充填管状袋已在海岸防护、抗洪抢险、沼泽地修复、冲刷防治、填海造陆和垃圾处理等海岸和环境工程领域得到了越来越广泛的应用。利用土工织物充填管状袋还可以构筑堤防、丁坝和砂丘等结构物，土工织物充填管状袋技术正在国内外各项工程中发挥着重要作用。 在土工织物充填管状袋的制作和堆积中，还存在着许多亟待解决的问题，如：在其制作时，当充填物为泥浆时的力学性能、当充填物为高含水粘性土时的沉积和固结性能;在其堆积时，土工织物充填管状袋的力学性能以及构筑的海岸结构物在浪、流作用下的稳定性等。这些问题涉及土工织物的材料特性、充填物的力学特性、地基土的本构模型和外界浪、流等。本论文在研究中主要进行了以下几方面的工作：(1)对土工织物充填管状袋在海岸工程和环境工程领域的应用进行了介绍，并对20世纪50年代以来国内外对其应用的工程项目及相关应用文献也作了阐述。综述了国内外对土工织物充填管状袋在制作和堆积时的力学性能、固结性能和稳定性的理论研究、试验研究和数值模拟方面的研究现状，并对这些解决力学性能、固结性能和稳定性的已有方法和理论进行了分析比较。 (2)通过分析计算椭圆积分方程，研究了充填泥浆的土工织物充填管状袋的力学性能，求解得出其周向拉力和充填后的形状，绘制了周向拉力、形状与底部压力关系的设计图谱，并针对这些设计图谱，进行了数据处理，回归了周向拉力、形状与底部压力关系的公式。 (3)对充填高含水粘性土的土工织物充填管状袋的沉积和大变形固结性能进行了理论研究和数值模拟技术研究。在沉积过程中，建立了以土——水混合物的孔隙率为控制变量的一阶非线性双曲型波动方程，研究认为该过程是一个出现激波的过程；在固结过程中，本文认为该过程属于自重固结，可利用Gibson等人开创的大变形固结理论进行分析。研究认为：可以分别应用有限体积法和有限差分法进行沉积和大变形固结的数值模拟。 (4)基于充填泥浆的土工织物充填管状袋的形状计算结果，进行了土工织物充填管状袋堆积时的力学性能研究。土工织物充填管状袋堆积时的力学性能较为复杂，它涉及土工织物的材料特性、充填砂土和地基土的本构关系，本文应用大型通用有限元软件ABAQUS，建立二维完整有限元装载模型，进行数值模拟。研究结果表明：土工织物的最大周向拉力出现在充填阶段。 (5)对土工织物充填管状袋作为离岸潜堤的堤心构筑的海岸结构物的稳定性和透射性能进行理论分析。这一新型离岸潜堤与传统的离岸堤相比，不仅具有减小波浪力的作用，还具有经济和美观的功能，可应用于海岸线的防护。本文按照海岸线响应的要求研究了潜堤的布局，并通过基于试验结果的经验公式对其稳定性和透射性能进行了估算。 (6)利用前述的研究内容，结合国内外科研人员、GRI及其组织的最新国际会议GRI-18的研究结果，分别对土工织物充填管状袋在海岸工程和环境工程领域的这两个不同的工程领域设计的主要方面进行系统研究。