在深基坑施工中,降水与开挖是分层相互交替进行的,坑内土体经历了反复加卸荷的作用,会改变土体的有效应力,产生变形等,从而土体的各种力学性状与单纯的考虑开挖卸荷或降水加荷不同。目前国内对此研究很少,本文以天津站交通枢纽工程为研究的工程背景,结合工程的实际工况并考虑上述问题,对超深基坑分层降水开挖下坑内土体力学性状的变化进行了研究,并取得了相应的成果:(1)通过对天津地区粉质粘土和粉土的分层降水开挖的三轴应力路径的试验模拟,考虑了降水对基坑土体的预压加固作用。试验结果表明,降水能显著减小基坑的回弹变形总量。在每一步的开挖中,考虑降水作用(忽略压密效果)土体的回弹量比仅考虑开挖的大,其比值在2.0-2.5之间。原因是降水作用使土体有效应力增加,导致考虑降水作用的每一步开挖卸荷量明显大于仅考虑开挖作用的开挖卸荷量。此外在软土地区,回弹变形的时间效应不可忽视。(2)通过三轴应力路径和渗透相结合的试验模拟,研究了降水开挖对于土体渗透特征的影响。对比单纯开挖,考虑降水影响后的渗透系数减少了12%,所以说降水的压密效应对于土体渗透性还是有一定影响的。(3)应用FLAC3D程序对比分析了考虑降水与不考虑降水进行基坑开挖的坑内土体的变形特征,并分析了不同的开挖深度、土性、以及地连墙深度的影响因素。(4)考虑到土体各向异性对于超深基坑变形特征的影响,用三轴试验和固结试验的方法研究了天津软土的固有各向异性。不同的切土方向制得的土样其不排水剪切最大主应力差以及初始切线模量是不同的。(5)对天津站综合交通枢纽工程一标段的实测资料进行分析,研究基坑变形(包括坑内立柱沉降、地连墙沉降、坑外建筑物沉降)随着相应的施工工况的进度而变化的趋势。尤其是基坑分层降水开挖对基坑坑内变形特征的影响效果。