预应力鱼腹梁支撑（IPS）作为一种整体结构式深基坑支撑体系,具有安装与拆卸方便、支撑跨度大、有效释放作业空间等优点,从2010年开始在国内逐步得到应用。但在工程实践中,一定程度上存在结构内部受力复杂、关联工艺对支撑力影响大、位移控制效果不佳、抗倾覆性能差等不足。针对这些问题,本文依托温州市域铁路S1线机场站深基坑工程,从原位试验和三维FEM数值模拟方面开展研究,取得了相应有创新意义和工程实用价值的成果。（1）选取有代表意义的鱼腹梁支撑体系,采用远程实时自动监测方法,取得对应深基坑施工全过程鱼腹梁结构典型受力部位和关键构件完整的应变试验数据,为鱼腹梁支护结构合理性及其施工工艺的适应性分析积累了翔实、可靠的试验数据。（2）结合施工工艺和试验数据信息,研究了深基坑施工过程鱼腹梁支护体系结构内力和应力的时间变化、瞬态损失与突变的基本规律及其力学机理,进而研究施工工艺和参数的合理性。（3）将实验数据样本空间概率密度分析理论用于鱼腹梁试验数据的统计分析,总结了全样本空间及区域构件数据样本的区间数据分布特征,分析鱼腹梁结构的合理性、结构强度超限与失稳风险。（4）通过建立符合工程特点的三维FEM数值模型,模拟基坑不同开挖过程和鱼腹梁支护结构施工工艺条件下的扰动位移场、应力场及鱼腹梁自身受力状态,研究支护工艺方式及参数对鱼腹梁结构轴力损失及其支护效果的影响。（5）采用三维有限元模型,通过模拟基坑格构柱不同沉降位移量,计算不同竖向位移条件下鱼腹梁支护系统结构位移的变化特征和规律,从而系统研究了鱼腹梁支护结构的偏压稳定性及其抗倾覆性能。研究结果表明:1)施工过程中,预应力鱼腹梁体系各构件以受压为主,其结构形式总体合理。但鱼腹梁整体及各构件应力分布离散性较大,施工及环境荷载的不确定性导致该结构存在一定的强度超限和结构失稳的风险。2)三维FEM数值模拟计算与现场实测结果比较,土体最大水平位移高度吻合。鱼腹梁对撑加载过程中,其鱼腹结构轴力和剪力几乎损失到零,基坑向下开挖前建议及时补张拉。3)格构柱模拟上浮条件下,鱼腹梁结构剪力随基坑开挖深度增加显著增大,说明鱼腹梁水平面内存在偏压,设计和施工过程中应考虑荷载不均状态,进一步改善结构形式。研究成果为依托工程实际应用,取得了一定的技术和经济效益。