本文从孔隙型井壁设计的实际问题出发，首先在考虑地下水渗流对围岩和井壁的受力有影响的前提下，引入了无限体中圆形硐室衬砌的弹性平面应变力学模型。为了合理应用，研究了该力学模型的适用条件。推导了新的考虑地下水作用和围岩相互作用的井壁设计公式—“包神”公式，初步研讨了地下水压和有效应力、衬砌和地层剪切模量、衬砌尺寸等因素对井壁受力、厚度设计的影响。　　 其次，建立了基于弹塑性理论的井壁和围岩相互作用力学模型，在满足莫尔-库伦塑性条件和边界面上应力和位移协调条件下，推导了围岩塑性区、弹性区和井壁弹性区的位移、应力方程，并得到计算井壁厚度的公式；讨论了井壁支护抗力、塑性区范围和位移、弹塑性界面作用力和井筒几何尺寸的相互影响关系，最后分别分析围岩物理力学参数对井壁设计厚度的影响。　　 然后，以研究孔隙型含水岩层为条件，采用基于Boit流固耦合原理的有限元数值方法，开展了竖井永久井壁、围岩和水相互作用研究，验证了井壁厚度设计“包神公式”的解析公式的正确性和井壁厚度优化必要性；并进一步研究了井壁外侧的水压力、井壁混凝土与围岩的剪切刚度比、开挖和支护的时间效应、设置锚杆、井壁渗流等因素对围岩与井壁的力学特性的影响，图形化直观揭示了它们之间相互作用变化的真实规律。　　 最后，采用所得结论对实际工程中井壁进行设计分析，验证设计公式的合理性和实用性。