地下水开采导致松散层固结压缩地表沉陷已经在世界范围内普遍存在。我国大量城市和地区因地下水开采发生了地面沉降。华东地区由于受煤层开采中较长时间持续排水和井筒自身泄水的影响，井筒附近区底含水位在持续下降，导致松散层产生较大的压缩变形，造成地层沉降及众多井壁破坏。其主要原因是第四系松散层下组含水层的水位下降和补给不充分。研究松散层的渗流变形规律，探索松散层注水的方法，这对于松散层沉降治理手段的提高，减少由于松散地层沉降变形所引起的地质灾害等具有重要意义。基于深厚松散层底部含水层地质特征，分析了深厚松散层底部含水层渗流规律，建立了松散层底部含水层水力耦合模型,研究了松散层底部含水层的有效应力分布，完善了松散层变形计算模型。以达西定律和水力相似理论为原理，设计了松散层渗流与变形模拟试验装置及监测系统，对装置尺寸及强度进行了计算验证。对松散层砂砾层进行了颗粒组成实验分析，研究了模型材料配置。应用试验装置测定并计算了渗流参数，进行了模型渗流与变形规律和模型有效应力分布特征的试验研究。对深厚松散层渗流及变形理论及试验研究成果进行工程性验证，在济三煤矿进行了四次注水试验，分析了注水过程中松散层底部含水层的应变变化，研究了松散层注水稳定时间及影响范围，建立了松散层注水效果评价的有效应力分布评价方法。研究表明，配比等效粒径D20砂粒试验模型材料可以满足渗流与变形模型试验。增加注水深度能在松散层垂直方向上增加注水影响范围；增加注水量可提高地层变形稳定时间。地层有效应力分布评价方法可预测松散层应力集中区，为松散层注水效果评价及井筒变形预测提供依据。