软土地区城市地铁修建过程中,周围土层往往经历复杂、持续分阶段的卸荷过程。土体中有效应力持续变化,软土变形特征与时间因素密切相关。室内试验得到的和现场反演的建筑物周围土体刚度与土体变形的分析表明,研究复杂应力条件下软土的应力应变特征和变形与时间关系十分迫切。地铁工程大多穿越闹市区,出于保护周边环境的需要,设计中涉及的变形要求十分严格。而实际工程中地层的应变值比理论预测值小很多,且应变主要集中在小应变范围,该范围内土体的剪切模量比常规应变时的值大很多。但是常规三轴试验所测量的应变精度大约在1％,不能满足整个应变范围内土体变形研究的需求。故对软土小应变条件下的力学性质研究是十分必要。本文对上海地区软土试样进行小应变试验、卸荷三轴试验和一维长期固结试验,以期能够揭示该地区软土的长期卸荷变形机理及在小应变情况下的力学特性。该试验研究具有重要的理论基础研究意义和工程应用价值。　　 基于以上研究背景,本文首先利用CKC仪器和局部测量系统完成上海软土的小应变试验。试验完成两大类小应变试验,一类试验是同类土样的不同应力路径偏转试验,研究应力历史和应力偏转对土体小应变特性的影响；另一类试验是对不同深度土样不同应力路经小应变试验,研究上海软粘土的小应变应力应变特征、非线性、初始模量特征、小应变范围内剪切模量随应变递减规律。结合课题组已完成的一组上海土体的小应变弯曲单元测试结果,分析了内部测量与外部测量数据差异,并探讨试验结果据差异的原因。研究给出了上海软土的“S”型剪切刚度曲线。通过对比分析上海软土与其它地区软土的剪切刚度参数,探讨上海软土地区土体刚度的合理取值范围。　　 其次完成软土的三轴不排水试验,以揭示了卸荷条件下上海软土的有效应力-应变关系、土体变形和孔隙水压与时间关系特征和土体杨氏模量随应变递减规律。一组试验是模拟基坑挡土墙体后侧主动区土体,共完成了六组深度土样。试验中土样采用分级卸荷。保持土样的轴向总应力不变,依次减小径向总应力,到达设计荷载后该级应力状态保持不变,直到土样在该级荷载变形稳定后,可施加下一级荷载。另一组试验是模拟基坑前侧被动区土体,完成了四个深度的土样。土体加荷方式为同时卸载竖向与径向总应力,土样变形在每级荷载下稳定后进入下一级试验。研究提出了卸荷下的土体有效主应力与轴向应变给出归一化公式,并对杨氏模量进行归一化拟合研究。　　 再次采用英国BS1377标准,利用一维固结压缩仪器在土样养护室完成了三组土样的长期加荷和卸荷固结试验,每级卸荷持续时间都在80天左右。分析了加荷、卸荷的主、次固结过程范围。研究了土样轴向变形的时间特性、土样应力应变特性、土样压缩系数随轴向应力变化特征、次固结系数及体积压缩系数与轴向应变响应关系。研究了上海软土的次、主固结系数比值特征,并探讨了时间因素对土样一维长期压缩变形的影响。　　 最后探讨上海软土参数的不确定性和时间特性进行了,并研究了软土结构性对应力应变和长期变形的影响。