近年来,由于城市建筑密度的不断增大与轨道交通建设的迅猛发展,基坑工程的周边环境变得越来越复杂,使得变形控制成为复杂环境下基坑开挖的关键。传统的理论解析法和相关规范法越来越无法满足目前基坑变形分析的要求。数值模拟已成为复杂环境条件下基坑变形分析的一个重要手段,其关键在于合适土体本构模型的选取和计算参数的标定。在此背景之下,本文的主要研究内容包括:(1)首先引出并介绍了一个适用性广且相对简单的黏土边界面模型,然后借助ABAQUS有限元软件的UMAT用户子程序完成了该模型在ABAQUS中的数值实现。(2)通过单元排水剪切试验、单元不排水剪切试验和一维固结沉降试验等一系列模拟试验验证了本文模型在ABAQUS中数值实现的正确性与稳定性,为该模型进一步用于复杂岩土工程现象分析奠定了基础。(3)借助ABAQUS有限元软件建立基坑开挖三维分析模型,采用接触面来模拟土体和连续墙之间的接触作用,对黏土层分别采用摩尔-库伦模型、修正剑桥模型和本文模型进行模拟,并全面对比分析了三种模型基坑开挖变形的结果;进一步对本文模型的主要参数进行了敏感性分析。单元验证和一维固结沉降模拟表明本文模型在ABAQUS中的数值实现具有较好的精度和稳定性。基坑开挖分析表明,设置土体与连续墙的接触面能更好地描述墙后地表沉降规律。摩尔-库伦模型采用了相同的加荷和卸荷模量,因此产生了较大的坑底回弹,使得墙后地表在墙体附近隆起较大,修正剑桥模型对此有所改善,而本文模型进一步考虑了土的各向异性,得到了相对更为保守的结果。本模型的边界面构造参数对墙后地表沉降影响较大。相关结论可为本文模型在基坑工程中的应用提供参考。