地下开采引起的地表变形改变了地基基础的初始接触状态,给上部建筑物的安全造成威胁。利用地基增湿具有的改善变形特性,使局部地基软化,改善地基基础的接触状态,可以达到保护上部建筑物的目的。自行设计制作了多功能采动变形相似模拟试验台,具有模拟地表曲率变形和压缩变形、实现局部地基注水增湿、重复采动下岩层移动、不同倾角煤层开采等功能。利用多功能试验台完成了地表不同曲率变形的模拟试验,获得了变形过程中地基反力变化规律。结果表明:随着地表曲率变形的增大,地基反力的畸变越严重。当正曲率变形为0.7mm/m2时,局部地基反力从初始状态的0.01Mpa增大到0.07Mpa;当负曲率变形为0.7mm/m2时,局部地基反力从0.02Mpa增大到0.11Mpa。地表发生曲率变形后产生的不均匀地基反力会严重影响上部结构的安全。在地表曲率变形的基础上,完成了局部地基注水增湿试验,获得了增湿过程中的地基反力变化规律。结果表明:随着注水量的增多,畸变的地基反力得到较大的改善。当正曲率变形为0.7mm/m2时,在地基中部注水7.5758L后,局部最大的地基反力从0.07Mpa减小到0.01Mpa;当负曲率变形为0.7mm/m2时,在基础两端部注水11.558L后,局部最大的地基反力从0.11Mpa减小到0.04Mpa。地表发生曲率变形时,在地基的承载区注水,可以改善地基与基础的接触状态,能够降低不均匀的地基反力,提高建筑物的安全系数。增湿过程中墙体的最大沉降量为21.4mm,不会引起地基的坍塌和失稳,增湿后土体含水率的最大差异为6.29%,局部土体的孔隙比下降,地基的承载力得到提高,表明采用局部增湿软化地基改善地表变形引起的不均匀地基反力是可行的。基于二元介质模型,建立了增湿地基的平均应力应变与注水量的关系,运用计算地基沉降的分层总和法原理,推导出增湿后地基沉降的预估公式,并对沉降量的理论值和实测值进行了分析。