迄今为止，我国已有17个省市因过量抽取地下水而引起显著的地面沉降。华北平原是全国乃至世界上超采地下水最严重、沉降覆盖面积最大的地区之一，而沧州又是华北平原地面沉降分布面积最大的中心区。对沧州市地面沉降成因分析结果表明，无论从内在因素还是外在因素上分析，沧州地区都具备产生地面沉降的条件，这也在一定程度上导致了沧州地面沉降发展迅速及灾害严重。因此，选择华北平原地面沉降典型地区—沧州为研究对象，针对现阶段地面沉降工作中存在的一些难点和问题，开展如下研究工作:　　(1)借助Granger因果关系检验、滞后回归模型及突变理论等方法，分析地下水水位与地面沉降之间的相关关系，最终确定地下水的临界水位在-62.27～-66.76m的范围内。　　(2)对典型区进行钻孔、取样及室内试验工作，对各深度土层的力学性质进行分析。基于传统方法选择高斯函数作为拟合函数，实现了对各深度土层前期固结压力的确定。同时通过引入新变量E与P之间的关系，提出了基于最小均方差原则的“三段式”方法，进行了前期固结压力确定的研究工作。并经过验证和对比分析表明，“三段式”方法具有计算精度高、便于广泛应用的优点。　　(3)为分析不同土层的变形特征，对多种土样进行了相关的试验分析工作。对比分析了不同性质土样及颗粒在不同情况下土样的力学特征。分析了黏性土层的蠕变特征，根据多级加荷试验结果分别对不同荷载条件下的变形特征建立了流变模型。　　(4)在对已有试验装置改进的基础上，实现了对黏性土压缩过程中压缩量与释水过程的同步观测。非饱和土的试验结果显示，实际压缩过程中黏性土压缩量与释出水量是不相等的，而且随着试样饱和度的降低，两者的差值也随之增加。根据各阶段释出水量的变化情况，结合热分析方法，指出黏性土中的结合水在压缩过程中发生了向重力水的转化。　　(5)为分析抽水条件下弱透水层的变形和越流机理，使用具有流固耦合功能的有限元分析软件ADINA进行了相关分析。数值计算的结果表明，在抽水的初期阶段，抽水含水层首先产生明显的压缩变形。总体上，无论对不同层位的土层还是同一土层的不同部位，其出现变形的时间与抽水开始的间隔，都随其与抽水层距离的增大而增大。在其他条件相同的情况下，弱透水层分布越复杂、单层厚度越小，产生的压缩量就越大。　　(6)对沧州市区分层标监测数据进行分析。研究区主要开采层位对应深度土层产生的压缩量最大;而浅层虽然咸水广泛分布，但浅层产生的地面沉降最高时可以占到总沉降量的30％。不同深度的土层力学特征表现也不同，浅层土层的变形主要表现为弹性变形的特征，而对于深部土层则以塑性变形为主。　　(7)考虑地层应力历史状态对地层力学特征的影响，在沧州市区分层标监测数据的基础上，建立了符合研究区实际情况的数值模型。并把模型验证结束时刻的应力状态设定为模型预测分析的初始应力状态，设定多种方案对地下水水位变化不同模式下地面沉降的变形特征进行了分析。