沉管隧道在沿海地区广泛应用的同时,其不均匀沉降引起的开裂、渗水等问题也日益突出,土体地基尤为严重。因此以广州如意坊沉管隧道为依托,对隧道的地基土开展固结和回弹-再压缩试验以及K0固结不排水三轴试验,采用电镜扫描和压汞技术相结合方法对结构性土的微观结构演化规律进行分析。并基于此建立考虑地基土结构性的沉管隧道三维有限元模型,分析沉管隧道沉降问题。研究表明,固结试验中固结系数变化曲线在先期固结压力附近有明显拐点,不同回弹路径下再压缩时固结系数明显受结构性影响。当回弹前所受压力小于先期固结压力时再压缩特性受天然结构影响;当回弹前所受压力大于先期固结压力时,再压缩特性受重组结构影响。应力路径和围压对三轴试验中软土的宏微观特性影响不同。相比于CTC路径,RTC路径下中孔隙含量更多,小孔隙含量更少,孔隙比更大,分维数更小,破坏时结构更松散,强度更低。随围压增加不同应力路径下软土的中孔隙含量减少,小孔隙含量增多,土体强度提高。应力状态的改变对软土微观结构影响较大。低应力状态下应力增加时软土颗粒间相互靠拢,孔径分布曲线向左移动,峰值降低。应力减小时颗粒间相互脱离,分布曲线向右移动。高应力状态下应力增加或减小曲线不再左右移动,只有峰值在变化。孔隙比表面积η可反应土体在应力状态下的微观结构特征。不同应力路径下孔隙比表面积η随围压增大而减小,K0固结状态和一维固结试验中在先期固结压力之前应力增加使土体天然结构趋于致密,η减小;先期固结压力之后,土体结构重组后η增大。不同应力路径下土体强度值与孔隙比表面积变化量H呈负相关,当围压从100kPa升至150kPa时,H值由正变负,表明K0固结时土体天然结构已破坏,重组结构在剪切作用下更为致密。故H值为0时对应的围压为K0固结时天然结构破坏的临界值。基于上述土体结构性的研究成果,建立考虑地基土结构性的有限元模型,通过数值模拟发现地基土最大沉降量发生在沉管管节两室上方外侧土层,沉管结构最大不均匀沉降出现在与关键接头浇筑的相邻管节段;沉管横截面变形成对称分布,以顶板变形为主。