随着基础设施建设的不断发展,一大批关系国计民生的项目涌现,如高速铁路、高速公路、城市轨道交通、居民住宅等。在这些项目中会涉及到基坑开挖、隧道掘进、边坡削坡等开挖工程。这类工程可以简化为竖向应力不变而侧向应力随着开挖不断减小的平面应变状态下侧向应力卸荷问题。现代土力学表明,土的应力—应变关系受应力路径的影响。而长期以来,人们通常采用加荷路径试验确定土体参数及本构模型,对实际工程进行设计计算。这使得现有的设计依据与实际情况存在偏差。因此开展侧向卸荷问题的研究就有一定工程意义。本文采用新型平面应变仪对等压固结、不等压固结和超固结粉土试样进行一系列平面应变状态侧向卸荷试验,来探究卸荷过程对试样应力—应变关系、侧向应变、体应变的影响;基于试验结果对基坑进行数值模拟,探究竖向加荷路径和侧向卸荷路径两种不同应力路径所得试验结果对实际工程的影响。本文研究内容如下:1.对比研究了等压固结条件下,卸荷路径与加荷路径粉土试样的变形与强度特性。研究表明:对于等压固结试样,卸荷路径下试样破坏时的竖向应变为1%⁴%,明显小于加荷路径下15%破坏的应变;在卸荷条件下,竖向应变为1⁴%时,某级荷载卸除后,竖向应变、侧向应变均急剧增大,土体发生破坏,与加荷路径下侧向应变随竖向应变逐渐增大不同;卸荷路径下试样表现为剪缩,但已有剪胀趋势,与加荷路径下试样表现为剪缩不同。与加荷路径相比,卸荷路径得到的内摩擦角增大,而粘聚力降低。2.研究了不等压固结条件下,粉土试样强度及变形特性。试验结果表明:侧向卸荷时,不等压固结条件下偏应力、侧向应变、体应变随竖向应变的变化趋势与等压固结条件下相同。卸荷过程中,存在着侧向临界卸荷比,当侧向卸荷比达到侧向临界卸荷比时,土体发生破坏。同时,整体上破坏偏应力（σ₁-σ₃）_f随着固结应力比K的增大呈线性减小,且不同侧向固结应力的曲线基本保持平行。3.研究了超固结条件下,粉土试样的强度及变形特性。试验结果表明:对于超固结试样,卸荷路径下超固结比大于1.5时开始发生剪胀,而常规加荷路径下超固结比大于2.5时开始发生剪胀。且破坏偏应力随超固结比变化成指数关系,与加荷路径下的幂函数关系不同。卸荷体应变的变化过程分为三个阶段:阶段1以卸荷回弹为主,阶段2以剪缩为主,阶段3以剪胀为主。4.基于加、卸荷试验结果,利用FLAC^3D软件对基坑开挖土钉墙支护的算例进行模拟计算。模拟结果表明:采用卸荷参数得到的最大坑侧水平位移和最大坑边沉降量均大于采用加荷参数得到的结果,且采用两种路径得到的参数计算得到的土钉轴力分布不同。这为今后深基坑支护结构设计中土体参数的选择提供了参考。