城市地下空间的深入开发使得建筑物基础埋深不断加大，随之而来产生了大量的地下水问题，因地下水作用引发出许多新的岩土工程问题，其中尤为突出的是地下结构物的侧壁水压力及基础底部浮力的合理取值问题。本文基于北京地区典型场地水文地质条件及地下水渗流特征，结合具体的物理模型试验和现场原位试验，以数值模拟分析为手段，研究了地下水渗流特征对地下水浮力作用机理的影响，提出了一套基于地下水渗流理论的抗浮优化评价体系。研究成果成功应用于实际工程，为合理优化地下结构上的浮力荷载提供了有益的参考。 本文的研究工作总体上分为三步，即：第一步，采用物理模型试验来再现实际现象，验证数值模拟方法的有效性；第二步,运用经过验证的数值模拟方法，模拟原位试验的地下水渗流特征，将浮力计算值同实测值进行比较，进而验证数值模拟方法的可靠性；第三步，将数值模拟新方法应用于实际工程中，合理预测浮力荷载值，验证数值模拟方法的实用性，最终建立一套抗浮优化评价体系，为合理确定作用于地下结构物的浮力大小提供参考。 本文主要研究成果包括: 1.研究了北京市中心区水文地质条件及地下水赋存特征，针对不同区域构建典型地质概念模型。在此基础上进行大型模型试验，模拟不同地下水赋存形态及渗流特征，探讨了各种试验工况下,不同土层中孔隙水压力分布规律，为浮力的合理取值提供参考。并进行了建筑场地孔隙水压力原位测试试验，进一步明确地下水浮力作用机理，为数值模拟提供了理论和现实依据。 2.开发了《北京市中心区地下水位动态数据查询系统》，基于数据查询系统,开展了各水文地质分区内地下水动态特征研究，分析了北京市区地下水位历史与现状，指出了影响地下水位动态变化的主要因素，基于神经网络理论开展了地下水位未来趋势动态预测。 3.基于Visual Modnow三维渗流数值模拟软件，模拟不同实际工况下建筑场地内孔隙水压力分布规律，反演水文地质参数及边界条件，建立了一套基于地下水动力学理论的新的地下水浮力计算方法。