基坑群中相邻基坑的间距、施工顺序、支护方案不尽相同,各单体基坑施工之间的相互影响导致坑间土体和相邻围护结构受力状态趋于复杂,现有设计分析方法的局限性逐渐突出。因此,有必要开展基坑群中相邻围护结构受力变形特性研究,提出坑间有限宽度土体作用下的围护结构设计分析方法,为工程实践提供理论依据和技术指导。本文采用理论推导和数值模拟等手段,研究了相邻围护结构通过坑间土体相互影响的受力变形特性。探讨了基坑间距对土压力发展的作用机理和影响规律;建立了考虑墙土作用和坑间距影响的围护结构分析方法;实现了考虑小应变条件下土体刚度非线性特征的数值分析方法,最终形成了基坑群相邻围护结构设计分析方法。本文主要内容和结论包括:(1)在揭示基坑间距对土压力影响机理的基础上,提出了考虑墙后土体宽度的主动土压力计算方法。采用离散元方法研究了不同宽度土体作用下挡土墙的土压力分布特征,揭示了坑间距对土压力影响的机理,即相邻围护结构引起坑间土拱效应叠加作用,改变了坑间土体的应力状态。由此采用考虑土拱效应的微元体极限平衡分析法,建立坑间土层单元的极限平衡微分方程,得到了包含土体宽度影响的主动土压力解析解。与离散元和离心机试验结果的对比分析,验证了所提出的主动土压力计算方法的合理性和有效性。(2)实现了有限宽度土体非极限土压力计算方法,提出了墙体位移和土压力耦合的荷载结构分析方法。根据离散元数值结果,建立了内摩擦角和墙土摩擦角随墙体位移发挥的双折线模型,结合上述主动土压力计算公式,形成有限宽度土体非极限土压力计算方法。基于平面应变假定,建立围护结构变形微分方程,通过迭代求解,提出了墙体位移和土压力耦合的荷载结构分析方法,完善了基坑群围护结构设计方法。与台北TNEC基坑实测数值对比分析表明,本文的荷载结构分析方法可以有效地预测围护墙的受力和变形。(3)采用考虑土体小应变刚度特征的数值方法,系统分析了基坑邻近地下结构和相邻基坑情况下的围护结构受力变形规律和机理。将小应变条件下土体刚度的非线性特征曲线引入到摩尔-库伦模型中,简便地实现了对基坑群相互作用的有效模拟。采用上海地区典型土层参数,研究了基坑群施工过程中基坑间距对相邻围护结构受力变形的影响规律。结果表明:邻近地下结构的基坑和同时施工的相邻基坑相互影响的临界间距为1.5倍开挖深度;先后施工的相邻基坑临界间距为3.0倍开挖深度;当坑间距小于临界间距时,墙后土拱效应的叠加作用降低了坑间土体的应力水平,从而减小开挖引起的围护结构变形。(4)综合以上研究成果,形成了考虑基坑群相互影响的围护结构设计分析方法,给出了设计分析的步骤,明确了关键步骤的参数取值依据。工程应用中,第一步,确定支护结构布置方案和各剖面初步设计方案;第二步,根据实际土层参数和开挖深度计算基坑群相互影响的临界间距;第三步,采用本文的荷载结构分析方法计算围护结构的内力和变形;第四步,采用考虑土体小应变刚度特征的数值方法开展基坑群相互影响分析;最后,开展现场监测,确保施工安全。将本方法用于上海西站基坑群和上海后世博基坑群工程的设计分析,说明了方法的实用性和可操作性。与实测结果的对比分析验证了本方法的有效性。