地下工程在开挖等施工过程中不可避免地对周围土体及邻近建筑物产生扰动影响。长期以来,由于人们对地下基坑工程施工扰动引起的周围土体性质的改变和施工中结构与土体介质的变形、失稳、破坏的发展过程认识不足,导致城市基础设施在建设过程中产生基坑边坡失稳及坍塌等,并造成了人员伤亡等屡见不鲜的事故。为了研究地下工程施工过程中不同位置处受扰动土体实际的应力和变形状态,探讨不同应力路径条件下土体的变形和破坏特性,本文针对北京地区典型粉土进行了室内试验。试验共设计了四类,分别为常规三轴压缩试验、等P压缩试验、等压固结减压压缩试验和偏压固结减压压缩试验,共完成了26组试验。试验结果表明在不同的剪切路径下土体表现出不同的强度,在常规压缩条件下其强度最高,减压压缩条件下的强度最低,等P压缩条件下的强度在其两者之间,剪切路径对其强度的影响非常显著。当以(σ1-σ3)/p′归一化时,在相同剪切方式下,土体的强度具有很好的归一化特性。不同固结围压、相同剪切路径下,试样达到极限状态时在相同的应力比下趋于稳定,而且相同剪切方式下不同初始固结比对极限状态下的稳定应力比几乎没有影响。与此相反,不同剪切方式即施工过程中处于不同位置处的土体所发挥的内摩擦角具有显著差异,即减压压缩条件下发挥的内摩擦角最大,常规压缩条件下发挥的内摩擦角最小,等P压缩条件下所发挥的内摩擦角介于两者之间,这种规律可能与不同剪切路径影响下的剪胀特性密切相关,在原状土(黏质粉土)中也发现相似的规律。但是砂土的试验结果却表明,砂土的抗剪强度指标几乎不受剪切路径的影响,这与粉土的试验结果有所区别。为了模拟并行隧道分步开挖和并行开挖两种方式即在不同应力释放程度下的实际变形究竟有多大差别,本文针对重塑粉土和原状土进行了不同剪切路径下的变形特性试验研究。试验结果表明一次卸载应力释放较大的情况下得到的变形明显比分步开挖卸载的变形大。因此,并行隧道施工中应尽量避免同时施工的情况,采取分段分步开挖是较为合理的施工方式。基坑失稳、坍塌曾造成人员伤亡等悲惨的事故,也带来了巨大的损失。为保证施工的安全、顺利进展,并尽量将现场监测分析与室内试验研究相结合,课题组选取了北京房山地铁车站、西四地铁车站等施工现场进行实地监测,使得室内试验研究与现场监测分析互为补充和相互验证。房山地铁现场监测结果表明,基坑开挖边卸边堆时的变形明显比没有堆载时的大,这与室内试验结果完全一致。西四地铁车站的监测结果表明,基坑开挖中桩顶的水平位移随施工工序的进展而表现出不同的变化特征,总体上没有影响施工的顺利进展。