袋装砂围堤是一种在软土地区广泛应用的筑堤形式,具有施工简便、工程造价低等特点。业界已积累了较为丰富的袋装砂围堤修筑经验,然而在实践工程中仍有塌陷失稳的案例出现。因此,对袋装砂围堤破坏机理进行深入研究具有重要的理论和实践意义。本文开展了一系列室内模型试验和有限元数值模拟,重点研究了围堤宽度和砂袋强度对袋装砂围堤软土地基变形破坏特性的影响,主要研究内容及成果总结如下:(1)通过模型试验和数值模拟对比分析了柔性基础和刚性基础下软土地基变形破坏特性。矩形荷载柔性基础和刚性基础基底压力分布为边缘大、中间小,而梯形荷载柔性基础分布为中间大、边缘小。梯形荷载柔性基础作用下地基发生整体剪切破坏,与基于刚性基础的太沙基理论有所区别,基底没有出现明显的楔形体弹性区。(2)通过数值模拟分析了袋装砂围堤宽度对地基变形、土工布轴力分布以及破坏形式的影响。围堤-地基随围堤宽度的增加表现出两种破坏形式,两种破坏形式之间存在临界宽度,本次模拟工况得到临界宽度约为28m。围堤宽度小于临界宽度时发生地基整体破坏,大于临界宽度将发生边坡滑动破坏。(3)利用模型试验和数值模拟研究了砂袋布土工布强度对围堤地基变形和破坏的影响。结合模型试验和数值结果发现提高砂袋土工布强度能够减小浅层地基沉降和侧向变形,降低软土地基的剪应变水平,延缓地基塑性区发展贯通,从而增强软土地基稳定性。(4)数值模拟研究发现,围堤边坡滑动破坏时各层土工布的强度发挥程度不同,底层发挥程度最高,向上逐渐减小。在稳定性计算中,根据各层土工布强度发挥情况取用其抗拉力,即采用非等强度的计算方法,能够更准确地反映围堤发生失稳破坏的实际情况。结合天津南港工业区围海造陆工程的实际案例,对这一方法进行了研究。