本文通过室内外试验、理论和数值分析等方法主要对竖横向双向增强组合型复合地基的加固机理、承载与变形特性、设计计算方法等进行了研究，取得了如下成果： (1)提出了两种新型混合仿生智能优化算法——复合形模拟退火算法(CSA)和改进复合形遗传算法(CGA)，它们综合了复合形优化方法的局部搜索效率高和仿生智能优化方法的全局寻优能力强的优点；同时，通过改造基本蚁群算法的结构，并引入启发式算子，提出了一种适合求解序贯决策问题的启发式蚁群算法。 (2)设计并完成了三个室内模型试验——纯软土地基模型试验、土工格室加筋地基模型试验和土工格室与碎石桩组合型复合地基模型试验，试验结果表明：地基中设置土工格室垫层，改善了地基的承载和变形特性，提高了地基承载力、降低了地基沉降，并可防止地基侧向挤出变形；而水平加筋与碎石桩复合地基，可使加筋、桩和土之间形成一个相互作用的支撑体系，共同承担较大荷载，并进一步降低地基沉降。 (3)基于统一强度理论，考虑材料应变软化和拉压模量不同，导出了圆孔扩张问题解以及碎石桩和散体材料桩复合地基的极限承载力公式，计算结果与试验值吻合较好；同时，分析了计算参数对计算结果的影响，得到了一些有益结论。 (4)基于Brauns法，考虑水平加筋作用及土体自重和内摩擦角的影响，导出了有水平加筋碎石桩极限承载力计算公式，计算结果与试验结果比较一致；通过将水平向增强体变形假定由曲线推广到曲面，引入Winkler地基模型并基于桩间单元的受力平衡条件，导出了水平加筋与刚性桩组合型复合地基承载力和桩土应力比计算式。 (5)基于弹性地基上大变形弹性薄板理论，得到了土工格室加筋地基以及碎石桩与土工格室组合型复合地基的沉降计算方法，并探讨了计算参数对地基沉降的影响。 (6)建立了长短桩复合地基优化设计数学模型，提出了基于复合形遗传算法和复合形模拟退火算法长短桩复合地基优化设计方法。 (7)以边坡稳定分析中瑞典条分法和严密的通用条分法为基础，并基于仿生智能方法，得到了评价水平加筋与碎石桩组合型复合地基稳定性的改进瑞典条分法和通用条分法，且计算结果表明改进瑞典条分法具有简单实用的特点，便于工程应用。 (8)采用快速拉格朗日有限差分法，研究了土工格室与碎石桩组合型复合地基的作用机理、承载与变形特性，探讨了各影响因素对其的影响，得到了一些有用结论。