黄土地区超深基坑支护结构设计和稳定性研究是地下结构的关键课题之一,本文以西安地铁一号线某超深基坑工程为依托,通过变形控制理论分析、现场监测和有限元模拟结合的方式对黄土基坑变形规律和土压力特点进行研究,为西安地铁基坑灌注桩+内支撑支护方案的优化设计提供参考。本文主要工作和结论有:(1)完成本工程的施工监测方案设计,对基坑和周边环境在施工期间的受力变形进行了现场监测,重点分析了土压力、支护桩体水平位移、坑周地表沉降、内支撑轴力随开挖工况和空间位置的变化规律。结果表明:黄土超深基坑由于黄土良好的自稳性和完善的支护体系,基坑变形较小,周边环境影响也比较小。本基坑支护设计偏于保守,存在设计优化的空间。(2)对现场监测数据进行整理,分析了不同空间位置的土压力随开挖深度变化规律,对施工荷载引起的土压力一定深度范围内跃变现象进行了反分析,提出了黄土地区深基坑土压力作用的常见模式:斜直线、波状递增、附加应力叠加。(3)采用有限元数值分析方法对基坑开挖进行施工仿真模拟,把支护结构水平变形及坑周地表沉降计算结果和监测结果进行对比,结果表明有限元模拟的基坑变形趋势与实际类似,计算结果基本体现基坑变形的趋势规律。(4)利用有限元模型分析了支护桩桩径、嵌固深度、内支撑的刚度和施加轴力水平对黄土地区地铁车站基坑稳定性的影响,提出了基于控制基坑变形的设计参数的优化取值区间。