基坑开挖是一个卸荷过程,随着基坑开挖深度增加,基坑周边土体的应力场、位移场将会发生变化。目前,研究基坑支护结构上土压力对支护结构内力和土体变形影响的非常多,但对有限宽度内重塑土竖向土压力分布对支护结构内力和土体变形影响的研究却甚少。本项目得到山西省煤层气联合基金(2012012003)、国家自然科学基金(51408558)的支持,通过自制土压力盒研究了室内有限宽度范围内砂土竖向土压力的分布规律,并将该竖向土压力分布用于数值模拟中,同时通过数值差分软件FLAC3D对比分析理论和实测竖向土压力分布对支护桩内力及土体变形的影响。研究表明:1)利用室内土工试验模型,实测有限宽度内重塑土的伪加速度值为6.08N/kg,明显小于我们通常所采用的理论值9.8N/kg,实测值约为0.62g;2)根据相似原理,建造了室内土工试验模型槽,测试了单支点内支撑支护结构在分步开挖过程中,支护桩桩身内力和桩顶水平位移的变化;3)利用实测的伪加速度值,运用FLAC3D有限差分软件,对比分析有限宽度内重塑土实测竖向土压力和理论计算竖向土压力对支护桩内力和土体位移的影响,分析表明竖向土压力分布对支护桩弯矩的影响较小,但对桩顶水平位移的影响较大,说明伪加速度值对桩顶水平位移比较敏感;4)基坑开挖深度较浅时,单支点内支撑支护桩弯矩基本呈“S”形曲线分布,随着基坑开挖深度增加,支护桩弯矩也越大,开挖至坑底时,支护桩弯矩呈“C”形分布;5)基坑开挖面以上因主动土压力作用使单支点内支撑支护桩弯矩主要为负值,开挖面以下桩体弯矩主要为正值,随着基坑开挖深度的增加,支护桩内弯矩反弯点也在逐步向下移动;6)分析了支护桩嵌固深度对基坑侧壁土体水平位移和基坑整体稳定性的影响,支护桩嵌固深度只在一定范围内对其有影响。