土体作为天然地质材料,松散颗粒集合体的本质决定了其抗拉性能很差,因此在工程应用上受到了不同程度的限制。土工合成材料可以提高土体抗剪强度及稳定性并改善其变形性能,目前已被应用于路基处理、支档结构和边坡加固等工程中,而其中以土工格栅的应用最为广泛。然而,受限于当前仪器水平和量测精度,土工格栅工作机理仍不清晰,设计理论远远落后于工程实践。针对试验工作在筋-土界面行为分析上的瓶颈,本文以新型三向土工格栅为研究载体,采用工程中两种典型的颗粒填料-砂土和碎石道砟,分别建立反映三向土工格栅与上述填料相互作用机制的三维颗粒流模型。数值模型考虑了筋材网孔形式、颗粒空间定向、填料棱角特征等关键因素,筋材与填料相关细观参数均严格通过标定试验获得。以数值拉拔试验为依托,分析了新型土工格栅与不同类型填料间筋土界面宏细观力学行为,明确了筋材、土体性能变化对筋-土界面强度的影响及其作用机制,主要研究内容及所取得的研究成果包括：(1)为获得界面细观结构演化规律,并明确筋材表面摩擦性能及颗粒粒径对界面强度的影响,建立了模拟格栅加筋砂土拉拔行为的三维颗粒流模型。模拟结果表明拉拔荷载下界面出现剪胀行为；筋材表面摩擦性能有助子颗粒间位置重排的调动；颗粒粒径较小时其比表面积较大,有助于外界输入能量的耗散从而保证颗粒体系的稳定性。(2)通过对筋材变形与内力分布、颗粒位移调动及接触力链演化等参量的考察,建立了反映筋-土协同作用机制的评价体系,并比选了宏观强度指标与细观组构间关联,明确了宏观强度发展与细观组构演化关联,同时分析了筋材节点突起对承载阻力分担及颗粒体系耗能的影响。研究表明,法向接触力幅值及其各向异性程度共同决定了界面强度的发展；节点突起的存在增强了筋材对周围土体的调动能力。(3)建立格栅加筋碎石道砟的数值拉拔试验模型以明确道砟颗粒棱角性能对格栅伸长量、颗粒位移调动及能量耗散的影响,同时对引起界面强度下降伴随的筋-土力学行为进行了分析。模拟结果显示,高棱角性能颗粒咬合性能的提高是其加筋性能得以提高的根本原因,而界面宏观强度的下降伴随着颗粒“自组织”结构的失效。(4)建立三角形网孔尺寸与其内嵌颗粒数目间数学关系,以此为基础,得到适用于研究道砟颗粒尺寸影响加筋性能这一问题的几种控制粒径,进一步考察强力链发育与格栅位置相对关系明确拉拔过程中筋-土强相互作用区域的分布范围。通过对不同粒径道砟颗粒数值拉拔试验的开展,比选得到本文所研究的网孔几何特征下最优道砟填料粒径。最后,提出网孔内接圆尺寸-填料粒径比这一指标,实现不同网孔形式下优化结果的统一。