近年来,西安市正在进行的地铁建设大多需要穿越湿陷性黄土地区,而湿陷性黄土在天然湿度下压缩性较低、强度较高;但遇水浸湿,其强度显著降低,引起的湿陷变形量大、速度快,对构筑物危害性大。因此,需要针对湿陷性黄土这一特点对地铁结构产生的影响进行研究,并根据工程特点,寻求符合工程实际的处治方法。本文以西安地铁临潼线紫霞一路~紫霞三路区间工程为依托,通过离心模型试验与数值模拟研究了隧底湿陷性黄土地基湿陷时结构的受力变形特点及处治技术的优选和验证。本文的主要内容和结论包括以下几个方面:1、通过离心模型试验及数值模拟揭示了隧底全幅湿陷、隧底横向半幅湿陷和隧底纵向半幅湿陷条件下,隧道结构的受力变形特点,并总结出均匀湿陷导致的隧道结构变形较不均匀湿陷大,不均匀湿陷对隧道结构力学变化较均匀湿陷严重,尤其是隧底横向半幅湿陷对环向内力的影响及隧底纵向半幅湿陷对纵向轴力的影响。2、离心模型试验及数值模拟结果均表明隧底均匀湿陷及不均匀湿陷都可能对隧道结构产生不利影响,因此,必须对隧底自重湿陷性黄土进行地基处理,并做好隧道的隔水防渗措施,避免隧底湿陷性黄土浸水湿陷对隧道产生不利影响。3、通过数值模拟对三轴搅拌桩处治深度、处治范围、桩间距进行优化。结果表明随着处治深度、处治范围、置换率的增加,地基承载力逐渐提高,抵御隧底湿陷性黄土浸水湿陷对隧道结构的影响作用逐渐增强。经处治参数比选,拟合出了隧道特征点沉降与处治参数关系的二元二次方程,对工程实际有借鉴意义。4、通过数值模拟与离心模型试验对优选出的处治方案进行验证。通过与处治前进行对比可知地基处理后隧道力学变形规律均与处治前保持一致,但由于地基承载力的提升,其变形、应力变化均在控制标准安全范围内,从而验证了优选出的处治技术可以满足隧底均匀湿陷、不均匀湿陷条件下盾构隧道的安全。