土體的抗壓性能很好，抗剪性能相對(duì)較差，基本無(wú)抗拉能力，因此在工程應(yīng)用中受到很大程度的限制。通過(guò)在土體內(nèi)加入適當(dāng)?shù)募咏畈牧?，利用筋材與土體之間的摩擦和嵌固咬合作用，可以傳遞拉應(yīng)力，從而分擔(dān)土體應(yīng)力，增加土體的變形模量，改善土體的強(qiáng)度和變形特征，達(dá)到提高土體及其構(gòu)筑物穩(wěn)定性的目的。土中加筋，古已有之，早期人類就知道將自然界中的天然植物如茅草、柳條之類等埋入土體中來(lái)改善土體整體穩(wěn)定性，但是這都是建立在感性基礎(chǔ)上的，是依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐，真正將加筋技術(shù)升華為理論并作為近代建筑技術(shù)加以研究和推廣應(yīng)用，則是近半個(gè)世紀(jì)的事。20世紀(jì)60年代，法國(guó)工程師在模型試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土中摻人有機(jī)纖維材料后，其強(qiáng)度可明顯提高，據(jù)此提出石籠網(wǎng)概念，并于1963年首先公布了其研究成果，初步分析了加筋的機(jī)制，并為土體加筋的設(shè)計(jì)計(jì)算提供了一套分析方法。
應(yīng)用提出的石籠網(wǎng)技術(shù)和設(shè)計(jì)理論年法國(guó)在比利牛斯山的普拉聶爾斯修建了一座石籠網(wǎng)擋土墻。法國(guó)在石籠網(wǎng)技術(shù)方面的成功應(yīng)用，引起了世界各國(guó)工程界、學(xué)術(shù)界的廣泛重視，其發(fā)展速度相當(dāng)快，應(yīng)用范圍也日益廣泛。
英國(guó)開(kāi)發(fā)了高強(qiáng)度土工加筋材料土工格柵并提出了設(shè)計(jì)方法，這導(dǎo)致現(xiàn)代加筋技術(shù)迅猛發(fā)展。石籠網(wǎng)結(jié)構(gòu)的形式、功能越來(lái)越多樣化。石籠網(wǎng)作為支擋結(jié)構(gòu)，被應(yīng)用于擋墻、橋臺(tái)、港口岸墻和地下結(jié)構(gòu)等；作為土體的穩(wěn)定體系，被應(yīng)用于道路路堤、水工壩體和地基加固等。
與傳統(tǒng)重力式擋墻相比，石籠網(wǎng)擋墻屬于柔性結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：對(duì)地基承載力要求相對(duì)較低；適應(yīng)性強(qiáng)，整體性好，抗震性能高，能夠承受大的沉降變形；施工速度快、工程質(zhì)量容易得到保證；造價(jià)低，可以節(jié)約工程造價(jià)。更為重要的是，與中國(guó)古代的“”、現(xiàn)代西方的“回歸自然”理念相一致，柔性生態(tài)型石籠網(wǎng)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的就是營(yíng)造自然的生態(tài)景觀，符合當(dāng)今建設(shè)環(huán)境友好型與資源節(jié)約型社會(huì)的總體要求。在高速公路、高速鐵路方興未艾的今天，采用新的加筋材料、加筋結(jié)構(gòu)，研究新的設(shè)計(jì)理論與計(jì)算方法已是目前國(guó)內(nèi)工程界的迫切要求。
石籠網(wǎng)擋墻是由面板、填料、筋材等組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特性與各組成成分各自的工程力學(xué)特性及其之間的相互作用密切相關(guān)。面板一般采用鋼筋混凝土材料，其工程力學(xué)特性受外界因素的影響較小。填料是石籠網(wǎng)的主要材料之一，一般就地取材，采用工程現(xiàn)場(chǎng)附近的開(kāi)山土、碎石土和砂卵石等。由于填料的多樣性，加之其工程力學(xué)特性受外界因素（如荷載性質(zhì)，加載方式，地表水、地下水作用等)影響較大，因此填料的工程力學(xué)特性及其在外界因素作用下的變化規(guī)律是影響石籠網(wǎng)擋墻結(jié)構(gòu)特性的一個(gè)主要因素。筋材是組成石籠網(wǎng)擋墻結(jié)構(gòu)的另一主要材料，目前在石籠網(wǎng)擋墻中使用#為廣泛的筋材是土工格柵。土工格柵是一種新型的土工聚合材料，其力學(xué)特性同樣受外界諸多因素（如荷載性質(zhì)、加載方式、溫度、紫外線、地下水的腐蝕性等)影響，因此筋材的工程力學(xué)特性及其在外界因素作用下的變化規(guī)律是影響石籠網(wǎng)擋墻結(jié)構(gòu)特性的第二個(gè)主要因素。填料與筋材在石籠網(wǎng)擋墻中并非孤立存在，而是通過(guò)相互作用（如摩擦、咬合和嵌固）組成筋-土復(fù)合體（加筋體），共同承擔(dān)外界因素的作用。因此，筋土之間的相互作用及其作用效果的變化規(guī)律是影響石籠網(wǎng)擋墻結(jié)構(gòu)特性的第三個(gè)主要因素。石籠網(wǎng)擋墻作為巖土工程中的一種擋土結(jié)構(gòu)形式，必然建于某一特定的地基之上，工程實(shí)際中的基地有巖基和非巖基，兩者又有許多不同的類型和性質(zhì)，因此，地基的特性是影響石籠網(wǎng)擋墻結(jié)構(gòu)特性的另一個(gè)主要因素。此外，實(shí)際工程中的石籠網(wǎng)擋墻根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況的差異，可能采用不同的結(jié)構(gòu)形式，如直立式、分階直立式、斜坡式、分階斜坡式和混合式等。顯然，不同結(jié)構(gòu)形式的石籠網(wǎng)擋墻的結(jié)構(gòu)特性會(huì)有一定的甚至很大的差異。雖然國(guó)際工程界和學(xué)術(shù)界早就意識(shí)到這些因素，但它們對(duì)石籠網(wǎng)擋墻結(jié)構(gòu)特性的影響卻遠(yuǎn)沒(méi)有研究清楚。這是由于土工合成材料應(yīng)用的大部分問(wèn)題是為了解決土體的穩(wěn)定、變形和滲流等問(wèn)題，這些問(wèn)題也正是土力學(xué)研究的對(duì)象。有關(guān)土工合成材料設(shè)計(jì)理論和施工方法的擬定，自然以土力學(xué)原理為基礎(chǔ)，如土體的穩(wěn)定性分析基本上采用極限平衡理論；變形計(jì)算依賴于土體的固結(jié)理論滲流分析則服從達(dá)西定律。土體本來(lái)就是一種十分復(fù)雜的材料，當(dāng)它和另外一種工程力學(xué)性質(zhì)隨變形、壓力甚至溫度的變化而非線性變化的土工合成材料復(fù)合時(shí)由它們的相互作用而表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象當(dāng)然就更復(fù)雜了。
目前，石籠網(wǎng)擋墻傳統(tǒng)的分析方法建立在石籠網(wǎng)體極限平衡理論的基礎(chǔ)上，即假設(shè)破裂面、筋材從土中拔出或拉斷來(lái)分析石籠網(wǎng)體拉力破壞或黏著破壞時(shí)承載力，無(wú)法將結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和變形統(tǒng)一考慮，無(wú)法計(jì)算面板位移和填土沉降等，20世紀(jì)70年代后期才開(kāi)始的石籠網(wǎng)結(jié)構(gòu)有限元分析，將結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)與力的平衡結(jié)合起來(lái)，使某些復(fù)雜的性質(zhì)及過(guò)程的模擬成為可能，但至今為止研究仍處于初期階段，即將石籠網(wǎng)結(jié)構(gòu)視為平面應(yīng)變問(wèn)題，然后采用組合結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料的觀點(diǎn)加以研究，土體本構(gòu)關(guān)系采用非線性彈性或彈塑性模型，土體破壞準(zhǔn)則常采用準(zhǔn)則，考慮靜力荷載的作用較多，考慮動(dòng)力荷載作用較少，一般都不考慮水的作用，或僅將水作為一種外部荷載，以靜止水壓力的形式作用在結(jié)構(gòu)上。
分析中考慮動(dòng)力荷載作用較少是基于“石籠網(wǎng)擋土結(jié)構(gòu)是柔性結(jié)構(gòu)，具有好的抗震性能”這一工程界普遍認(rèn)可的定性結(jié)論事實(shí)上，振動(dòng)或地震荷載作用對(duì)石籠網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響不容忽視。例如，石籠網(wǎng)擋墻作為鐵路路基，在列車重復(fù)荷載作用下表現(xiàn)出的動(dòng)力特性，會(huì)引起線路運(yùn)營(yíng)條件的惡化。首先，在列車荷載作用下以石籠網(wǎng)擋墻為路基累積的變形過(guò)大，會(huì)引起線路不均勻下沉，造成線路不平順，同時(shí)也影響正常維修與養(yǎng)護(hù)；其次，列車產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形，會(huì)加大線路與車輛的相互作用和振動(dòng)，影響列車運(yùn)行的穩(wěn)定性和舒適性；#后，過(guò)大動(dòng)應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致石籠網(wǎng)擋墻產(chǎn)生過(guò)大的側(cè)向變形和豎向變形，從而影響列車的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量。我國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家，而且地震區(qū)域分布廣泛，地震頻繁而強(qiáng)烈。地震荷載作用下石籠網(wǎng)擋墻的受力機(jī)理、摩擦特性、變形特征等，由于其內(nèi)容的雜性，影響因素的多樣性，還較缺乏對(duì)其進(jìn)行深入分析和研究，極大地影響和制約了石籠網(wǎng)擋墻在地震區(qū)的應(yīng)用。因此，在石籠網(wǎng)擋土結(jié)構(gòu)特性研究中，考慮動(dòng)力荷載作用，對(duì)其動(dòng)態(tài)力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行研究十分必要。
鑒于此，結(jié)合湖南省科技項(xiàng)目“高速公路新型石籠網(wǎng)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究與示范工程”、浙江省交通科技計(jì)劃項(xiàng)目“柔性生態(tài)擋墻在高速公路中的應(yīng)用專題研究和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“高速鐵路路基長(zhǎng)期動(dòng)力穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法研究”，對(duì)柔性生態(tài)型石籠網(wǎng)擋墻的結(jié)構(gòu)特性、加筋機(jī)理、動(dòng)態(tài)力學(xué)響應(yīng)、耐久性和抗震性能等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。本書(shū)涉及材料的力學(xué)模型和破壞模式的研究，材料的耐久性研究，不同柔性生態(tài)石籠網(wǎng)擋墻動(dòng)、靜特性和動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律的研究，在重復(fù)荷載作用下的疲勞特性研究，在地震荷載作用下的地震反應(yīng)研究等。這對(duì)完善石籠網(wǎng)的理論體系，解決石籠網(wǎng)支擋結(jié)構(gòu)在工程應(yīng)用中存在的問(wèn)題具有十分重要的意義。同時(shí)，開(kāi)展石籠網(wǎng)擋墻動(dòng)力和抗震分析與數(shù)值模擬技術(shù)研究也具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值。