锈钢短柱2-2和反滤土工织物2-3组成;所述带通水孔的不锈钢板2-1底部固定不锈钢短柱2-2，放置于模型箱I内的模型箱底板1-3上，并与模型箱框架1-1、钢化玻璃1-2密封连接;所述带通水孔的不锈钢板2-1表面粘贴反滤土工织物2-3，防止承压水头变化过程中试验土体的流失；
[0045]所述对称面挡土单元3为U型不锈钢条，通过螺栓4固定在模型箱框架1-1上;所述U型不锈钢条之间通过H型止水橡胶条连接，U型不锈钢条与模型箱框架1-1通过S型止水橡胶条连接；
[0046]所述基坑支护结构包括挡土墙5、挡土墙支架6和若干支撑单元8;所述挡土墙3在移动过程中始终与钢化玻璃1-2保持垂直;所述支撑单元8的一端具有内螺纹口，内螺纹口与支撑固定螺栓8-7螺纹连接，实现支撑单元8的安装；
[0047]所述模型箱I的右侧底部安装连通承压架空层2的阀门9，用于连接模型箱I和承压水头调节系统;模型箱I内的底部试验土体为砾砂10-1，以模拟承压土层;上覆试验土体为弱透水性土体，可采用粘质粉土 10-2，采用无气水饱和；
[0048]所述承压水头调节系统由水压计11、马里奥特瓶12和支架13组成;所述水压计11通过三通管连接模型箱I和马里奥特瓶12;所述支架13的顶端安装定滑轮13-1，钢丝绳13-2一端连接手摇器13-3，另一端绕过定滑轮13-1连接马里奥特瓶12，通过手摇器13-3控制马里奥特瓶12的升降调节承压水头的大小;所述马里奥特瓶12由有机玻璃圆筒12-1、进气阀门12-2、通水阀门12-3、出气阀门12-4和气囊12-5组成;所述有机玻璃圆筒12-1底部设置进气阀门12-2和通水阀门12-3，顶部设置出气阀门12-4;所述进气阀门12_2与气囊12_5连接；所述气囊12-5内装有Iatm的氮气;所述阀门9、进气阀门12-2、通水阀门12_3、出气阀门12_4为铜芯阀门；
[0049]所述量测系统包括微型孔隙水压力传感器、微型土压力盒、位移传感器、多通道数据采集仪和数码照相机;所述微型孔隙水压力传感器、微型土压力盒、位移传感器通过信号传输线连接多通道数据采集仪;所述数码照相机放置于模型箱正前方，可根据拍摄需要增设光源;所述数码照相机在试验过程中应排除干扰，其位置不可发生挪动；
[0050]如图3所示，所述对称面挡土单元3的厚度为10mm，其宽度可根据需要模拟的开挖土层厚度进行调整;所述固定对称面挡土单元3的螺栓4的尺寸为M8，焊接固定于模型箱框架1-1上。
[0051]如图4(a)、图4(b)所示，所述带通水孔的不锈钢板2-1使得承压架空层2中的无气水与砾砂10-1承压层水力连通，提供砾砂10-1承压层的承压水头压力;所述带通水孔的不锈钢板2-1的厚度、通水孔的排布和不锈钢短柱2-2的排布应满足受力计算要求，使得承压架空层2足以承受试验土体的重量。
[0052]如图5所示，所述挡土墙5为铝板，其厚度由试验模拟的挡土墙刚度计算得到;所述挡土墙支架6为20mm厚的条状铝板;所述挡土墙5上部通过支架固定螺栓7固定挡土墙支架6，中部开有螺纹孔，通过螺纹孔螺纹连接安装支撑单元8所需的支撑固定螺栓8-7，两侧开槽固定止水橡胶条5-1;所述止水橡胶条5-1保证挡土墙5移动过程中与模型箱I接触面不发生漏水;所述支架固定螺栓7和支撑固定螺栓8-7的尺寸为M8。
[0053]如图6(a)、图6(b)所示，所述支撑固定螺栓8-7通过挡土墙5上的螺纹孔，拧紧固定于挡土墙5上。所述支撑单元8可采用以下两种形式:
[0054]一、所述支撑单元8包括实心铝杆8-1、伸缩杆8-2和支撑连接螺栓8-3;所述实心铝杆8-1上开有若干凹槽，一端具有内螺纹口；所述伸缩杆8-2为空心铝管，伸缩杆8-2上开有若干螺纹孔;所述支撑连接螺栓8-3穿过伸缩杆8-2上的螺纹孔抵住实心铝杆8-1的凹槽，使得实心铝杆8-1和伸缩杆8-2紧密连接，在试验过程中不发生滑动。所述实心铝杆8-1的直径和空心铝杆8-2的厚度由试验模拟的支撑刚度计算得到;所述支撑连接螺栓8-3的尺寸可选择M6。
[0055]二、所述支撑单元8包括第一支撑杆8-4、第二支撑杆8-5和套筒8-6;所述第一支撑杆8-4的一端具有外螺纹;所述第二支撑杆8-5的一端具有内螺纹口，另一端具有外螺纹;所述套筒8-6具有内螺纹通道，一端螺纹连接第一支撑杆8-4，另一端螺纹连接第二支撑杆8-
5。所述第一支撑杆8-4的直径、第二支撑杆8-5的直径和套筒8-6的壁厚由试验模拟的内支撑的刚度计算得到。
[0056]本发明的工作过程如下:首先将挡土墙5和挡土墙支架6通过支架固定螺栓7连接组装好;而后在挡土墙5上安装好土压力盒，两侧槽口嵌入止水橡胶条5-1，并在槽口和止水橡胶条5-1的缝隙涂抹环氧树脂;将组装好的挡土墙5通过挡土墙支架6架设在模型箱I内，保证挡土墙5与模型箱I两侧的钢化玻璃1-2垂直;在基坑开挖模型的对称面处安装对称面挡土单元3，通过固定对称面挡土单元的螺栓4固定于模型箱框架1-1上；向模型箱I内分层装填烁砂10-1穷实，填筑至指定高度;分层装填粘质粉土 10-2穷实，直至填土完成，由通水阀门9以50L/天的速度向模型箱I通无气水饱和试验土体烁砂I O-1和粘质粉土 10-2，待土体完全饱和之后关闭通水阀门9;钻孔埋设孔隙水压力传感器，回填钻孔土体;在挡土墙5和基坑内外土体表面安装位移传感器，分别监测挡土墙5的位移和基坑土体变形情况；
[0057]打开通水阀门12-3和出气阀门12-4，通过通水阀门12_3向马里奥特瓶12的有机玻璃圆筒12-1内注入无气水14，由出气阀门12-4排出有机玻璃圆筒12-1内的气体;待有机玻璃圆筒12-1内注满无气水，关闭通水阀门12-3和出气阀门12-4 ；通过进气阀门12_2连接装有Iatm氮气的气囊12-5;而后通过通水阀门9连接模型箱I和承压水头调节系统。
[0058]将数码照相机置于模型箱正前方(在试验过程中不可以挪动)，调节相机参数，设置数码照相机的自动拍摄时间间隔为20s;若实验室光线不足，可在数码照相机两侧增设Led光源;利用数据采集仪采集记录试验初始状态下微型孔隙水压力传感器、微型土压力盒和位移传感器的读数，利用数码照相机拍摄试验初始状态下的试验土体照片；打开通水阀门9、通水阀门12-3和进气阀门12-2，并在整个基坑土体开挖和支撑安装过程中保持开启状态;通过手摇器13-3调节马里奥特瓶12的高度，利用手摇器13-3的自锁功能固定马里奥特瓶12的高度，由水压计11读取承压水头大小。
[0059]待上述试验准备工作完成之后，拆除第一节对称面挡土单元，通过向基坑开挖对称面卸土的方法缓慢开挖挡土墙5左侧的土体;开挖至第一道支撑设计位置下方时，安装第一道支撑，通过支撑8—端的内螺纹与挡土墙5上的支撑固定螺栓8-7连接，通过调整支撑8的长度使之顶紧反力架1-5，完成支撑8的安装。完成第一道支撑安装之后继续开挖土体，采用相同的方法安装支撑，直至基坑开挖完成。在整个基坑开挖试验过程中，通过承压水头调节系统施加基坑开挖各个工况相对应的承压水头;通过数据采集仪连续采集记录试验过程中微型孔隙水压力传感器、微型土压力盒和位移传感器的读数，通过触发数码照相机拍摄整个试验过程中试验土体