随着地面空间的日益狭促,城市地下空间的开发迎来了热潮,大量的地下工程建设随之而来的是日益复杂的地下结构抗浮安全问题。岭南广场地铁车站工程项目位于土岩地层条件地区,在需要采取必要的抗浮措施的背景下,结合土岩地层下部基岩强度高、稳定性好的特点,设计首次提出了牛腿抗浮结构+抗拔桩的抗浮方案,即通过利用侧墙底设置牛腿抗浮结构与岩层之间的剪力来抵抗地铁车站结构所受地下水浮力。牛腿抗浮结构作为一种适用于土岩地层的新型抗浮结构,其抗浮特性及力学效应尚不明确。基于此,依托广州岭南广场地铁车站工程,采用理论分析、室内试验和数值模拟相结合的方法,研究了带牛腿抗浮结构地铁车站的抗浮力学作用机制,验证了牛腿抗浮结构的有效性,研究了抗浮牛腿结构设计参数对其抗浮特性的影响规律,推导了不同破坏模式下带牛腿抗浮结构地铁车站的极限抗浮承载力计算方法,最后探究了牛腿抗浮结构自身的剪切力学特性,主要研究内容和成果如下:（1）建立了带牛腿抗浮结构地铁车站的FLAC3D数值计算模型,通过对比在相同抗浮控制指标下,分别采用“抗浮桩”和“牛腿抗浮结构+抗浮桩”抗浮措施时地铁车站抗浮力来源、底板和侧墙的受力特征以及围岩的受力变形特征,发现“牛腿抗浮结构+抗浮桩”抗浮措施对控制地铁车站在地下水作用下的浮起有显著效果,可减少约62.73%的抗拔桩工程量。通过分析常见抗浮措施的特点,总结牛腿抗浮特点为:适用于岩层或土岩地层条件下地下结构抗浮;设计时需保证侧墙稳定性,并避免出现局部底板开裂;抗浮牛腿的存在改变了围岩的受力和变形;经济性和安全性取决于抗浮水位。（2）采用正交试验方法,基于数值模拟,研究了牛腿抗浮结构的各个设计参数对土岩地层地铁车站牛腿抗浮结构抗浮特性的影响规律,结果表明:地铁车站底板中央和边缘处隆起量均随着抗浮牛腿结构宽度的增加而减小;地铁车站底板最大弯矩和最大剪力整体上随着牛腿倾角角度增加而减小;牛腿抗浮结构附近围岩应力主要受牛腿结构宽度的影响,围岩最小主应力随着宽度增加而减小。（3）总结带牛腿抗浮结构地铁车站的破坏模式主要包括主体结构与围岩交界面的摩擦滑移破坏、围岩在上浮作用下受侧向挤压后破裂以及牛腿结构的剪切破坏。基于单层匀质围岩假定和摩尔库伦强度准则,推导了带牛腿抗浮结构的地铁车站在岩体和主体结构交界面摩擦破坏以及围岩受侧向挤压后破裂两种破坏模式下的极限抗浮承载力计算,并建立相应数值模型对基于围岩受侧向挤压破裂破坏模式的极限抗浮承载力计算公式进行了验证。（4）通过室内剪切试验和数值模拟相结合的方法,研究了带牛腿抗浮结构地铁车站的第3种破坏模式-牛腿抗浮结构的剪切破坏模式,将牛腿抗浮结构局部结构进行了模型概化,采用室内剪切试验研究其在承载过程中的剪切特性、裂缝发展规律和破坏特征,同时探究了混凝土-岩石斜向交界面角度和厚度对牛腿抗浮结构剪切特性的影响。在此基础上,建立相应PFC2D颗粒离散元数值模型,在与剪切试验结果进行了对比验证的基础上,研究牛腿抗浮结构的裂缝发展规律,探讨了围岩强度、底板厚度以及主体结构侧墙宽度对其剪切特性的影响。