针对传统土钉墙面层的保守设计,有学者提出一种由防护层和束缚层组成的具有一定防渗、防火性能和抗拉强度的基坑支护面层代替传统混凝土面层的新型支护结构,并将该支护结构命名为柔性面层土钉墙,为更深入的认识和了解这种新型支护结构,推动其在工程上的应用并完善相关规范及规程。本文通过自行设计室内模型进行模型试验,结合数值模拟方法对柔性面层土钉墙进行施工全过程模拟,研究柔性面层土钉墙在开挖和加载过程中支护结构的变形和破坏规律。主要内容如下:（1）依据相似理论确定了模型试验相似参数,选取符合试验特性的相似材料:黄土、重晶石粉、河砂、双飞粉、水和机油完成了模型土配比试验,确定了模型土配比,并设计了相应的模型试验和监测设备。（2）分别完成了素面层、柔性面层和刚性面层三组不同面层结构的室内模型试验,分析了其在开挖和加载过程中面层位移、土压力、土钉轴力及坡顶竖向位移的变化情况,得到了柔性面层土钉墙在施工全过程的变形规律及柔性面层土钉墙的作用机理。结果表明:柔性面层可有效约束水平位移的发展,面层刚度降低水平位移增大,开挖过程柔性面层水平位移较刚性面层增大1倍;柔性面层和刚性面层土压力呈双折线形分布,柔性面层土压力最大点位于基坑中部,而刚性面层土压力最大点位于基坑下部;荷载作用下,靠近面层区域,柔性面层土钉轴力明显小于刚性面层土钉轴力;柔性面层土钉墙破坏为渐进式的塑性破坏,破坏过程出现浅层和深层两条滑裂面,滑裂面后方土体更多参与抗、滑,延缓土体开裂。（3）运用ABAQUS有限元分析软件建立了柔性面层土钉墙和刚性面层土钉墙的三维数值验证模型,验证了模型参数选取的合理性;建立了两组土钉墙的计算模型,分析了土钉墙在开挖和加载过程中水平和竖向位移、面层土压力、塑性应变及土钉轴力的变化情况,得到了不同面层结构土钉墙的变形规律和破坏特征。通过改变柔性面层土钉墙的支护参数,研究了不同参数对支护结构变形的影响规律,并得出指导柔性面层土钉墙设计的建议。结果表明:荷载作用下,柔性面层土钉墙靠近面层坡顶沉降量增大,刚性面层荷载对坡顶沉降影响作用范围增大,而沉降量减小;柔性面层土钉墙面层土压力沿深度方向呈波峰式变化,面层中部土压力最大;土钉墙坡脚处率先出现塑性应变,柔性面层土钉墙塑性应变由坡顶斜向坡脚下方发展,刚性面层土钉墙塑性应变从基坑中部后侧分别向坡顶和坡脚下方发展;柔性面层土钉墙土钉支护方式应优选“中部最长”,为更好的控制支护结构变形,应适当增加中部土钉长度;土钉垂直间距对支护结构变形的影响显著,而土钉水平间距对支护结构变形的影响较小,设计时应重点关注土钉垂直间距的选取。