在我国铁路、公路等工程建设的中,出现了许多深路堑工程。深路堑工程的开挖过程中以及开挖完成后,土方的卸载会导致初始地应力重新分布,从而打破周围已修建工程的稳定平衡,并且不利于环保。由开挖形成的高边坡会引发一系列工程和环境问题,因此,合理选择支挡结构的重要性不言而喻。本文所依托工程的原设计采用桩板墙结构,桩板结构是由抗滑桩演变而来,是近年来出现的一种新型支挡结构,具有良好的防护加固效果,用途广泛,但是其受力机理却较为复杂,缺乏系统完善的总结,并且工程技术人员水平参差不齐,设计成果的安全性、合理性、经济性还有待商榷。对深路堑桩板墙支挡结构进行合理设计时,不仅要满足结构内力、变形和稳定性要求,还要考虑工期因素、工程投资和合理性。因此,本文参照哈牡客专某深路堑桩板墙支挡工程,利用有限元软件进行数值模拟,对桩板墙结构进行受力特性分析,研究其受力机理,对深路堑桩板墙结构进行了优化设计研究。本文的主要研究内容和结论如下:(1)查阅资料,了解国内外深路堑桩板墙工程的研究现状,对桩板墙结构的工作机理及形式进行总结,探讨了在桩板墙优化设计中需要考虑的因素和问题,对桩板墙的设计方法进行归纳,并结合工程背景,采用适合该地区的一种新型的深路堑支挡方案即门型桩板式支挡结构,并对两种支挡方案的计算模型和计算方法进行分析,为后文支挡结构的分析和设计提供理论依据。(2)根据依托工程,结合该深路堑的地形地质条件,利用Midas/GTS NX有限元软件对原设计方案进行数值模拟分析,计算结果表明支挡结构的内力和变形均符合规范要求。并对比分析不同桩锚固深度、桩间距、桩截面尺寸下结构的位移、受力的变化规律可知,桩截面尺寸增大会增加桩的受力,从而使桩承受荷载的能力得到增强;随着桩间距的增大,桩身内力桩顶位移都相应的增大,但同时考虑土拱效应,合理确定桩间距;随着桩锚固深度的增加,桩身内力位移都相应增大,但变化幅度变小,达到一定值后其对桩身受力影响不大。同时,对比分析不同形式的挡土板和抗剪强度对桩板结构受力和土拱效应的影响。结果表明弧形挡土板优于直形挡土板,随着土体内摩擦角和粘聚力的增大,桩间土拱效应逐渐增强。(3)对门型桩板式支挡结构进行设计,采用有限元软件软件对结构进行数值模拟分析,计算结果表明支挡结构的内力、变形和稳定性均符合规范要求。(4)将两种支挡结构从设计思路、结构形式进行比较分析。然后利用层次分析法构建结构优选模型,从安全性、经济性、工期、施工难度和环境的角度出发,量化了两种设计方案的优劣,结果表明门型桩板式支挡结构优于原设计方案。在类似深路堑桩板墙工程中可借鉴此研究成果。