随着我国经济的迅速发展和城市化进程的加快,高层、超高层建筑、城市地铁隧道项目大量的建设,都遇到一个共同的问题：深基坑的设计及施工问题,如基坑支护、降水、开挖等等。特别是,近年来有关基坑土方坍塌的事故频频发生,给人民的生命及财产安全造成巨大的影响。因此,如何解决好城市建设项目中的基坑支护及环境效应问题成为岩土工程的热点与难点,技术安全、经济合理的基坑支护结构体系是基坑工程的主要发展方向及研究重点。双排桩支护结构由于具有整体刚度大、侧向位移小、不需要设置支撑、施工方便、速度快、不需要工作面等优点,目前广泛应用于边坡加固、边坡抗滑、基坑支护等工程中。但是,双排桩的作用机理及受力特征目前还不清楚,双排桩的设计理论不成熟,主要依靠工程经验。本文在总结前人研究的基础上,以数值模拟与现场试验为研究手段,理论分析方法与工程实践相结合,全面研究双排桩支护结构的要素设计和复合式双排桩的受力及变形特征,研究双排桩的作用机理、探讨土压力的分配规律、分析支护结构的内力及变形规律、对比不同支护方案下的安全性、经济性,为双排桩支护结构的广泛应用及优化设计提供理论支持与工程经验。本文的主要研究内容如下：1.回顾总结双排桩支护结构的理论计算方法,对比总结各自的特点及应用范围。2.采用FLAC3D数值法模拟双排桩结构的受力状态,研究双排桩支护结构的要素设计,包括：桩距、排距、直径、长度、连梁截面及刚度、基坑深度、土体抗剪强度指标等,寻求双排桩设计最优参数。3.采用FLAC3D数值法模拟复合式双排桩支护结构的受力特征,研究不同复合方案下支护结构的内力及变形规律,分析基坑工程的安全系数,并将研究成果应用于太原市平阳景苑的深基坑支护工程中。4.将理论研究应用于实践工程中,详细阐述了平阳景苑深基坑支护工程的设计思路、支护选型、模拟计算、方案比选,并最终确定支护方案,为该地区同类基坑工程支护设计提供借鉴。5.针对平阳景苑的深基坑支护工程进行现场试验研究,编制详细的试验方案,分析研究了土层的侧向位移、桩体的内力及位移、地表的沉降及位移、锚索拉力、地下水变化、周围建筑物沉降等,并与计算结果对比。6.采用不同三轴试验方案,重点研究了土体抗剪强度指标对支护结构受力的影响,并将不同试验方案下测定的指标值带回计算模型中,将计算结果与实测值进行比较。通过上述内容的研究,本文在以下方面取定一些研究成果：1.研究结果表明,双排桩支护结构的内力及变形特征明显区别于单排桩,最大位移不是发生在桩顶,而是桩顶下2-4m,弯矩曲线出现反弯点,正负最大弯矩差值在减小,受力更加合理。对比结果表明,在桩数相同的条件下,采用双排桩支护结构可以明显减少位移,使结构受力更加合理。2.首次全面分析了双排桩支护结构要素设计变化对双排桩的影响,并得出最佳设计参数：排距4～6d(d为支护桩直径),桩距2-4d,桩长1.5～2倍基坑深度,深度在10m以内采用双排桩支护比较合理,连梁必须具有足够刚度,才能发挥其协调的作用。3.研究发现,土体抗剪强度指标c,(?)值是影响支护结构内力及变形的最重要两个因素。计算结果显示,c,(?)值变化与支护桩最大水平位移呈双曲线关系,这是本文研究的一大亮点。4.首次将复合式双排桩支护结构引入太原地区,工程实践表明是成功的,并节约造价约3000万元,为该地区同类支护工程提供借鉴。5.对比分析不同复合方案下双排桩支护结构的受力特点,全面研究不同组合方案的内力及变形规律。研究结果显示,设置锚索、支撑可以明显改善双排桩的受力,限制侧向位移。而同样条件下,设置支撑的支护效果优于锚索,增加锚索或支撑的排数,支护结构的内力及变形没有明显改善,最佳的锚索或支撑的排数为2排。否则的话,前排桩成为主要受力构件,整个体系类似于拉锚结构,发挥不出后排桩的作用,这是本文研究的又一亮点。6.关于锚索的作用点位置在本文中也作了重点研究,结果显示：最佳位置是冠梁处,双排桩结构受力最合理。7.现场试验显示,深基坑存在显著的空间效应,中间桩体侧向变形大于端部桩体,位移曲线呈“中间大、两头小”的鼓肚状。8.对比分析多样单级加荷和单样多级加荷三轴剪切试验测定c,(?)值,研究结果显示,单样多级加荷下测定的c,(?)值偏大,内力及变形值的计算结果与实测结果更接近。查阅文献,还没有找到类似的研究。