城市轨道交通、高层建筑地下室等地下基础设施的建设通常涉及大量的深基坑工程。随着城市地下建设的快速发展,场地使用限制愈加严苛,存在两种或多种开挖深度的非对称基坑越来越常见。如何考虑基坑非对称开挖造成的影响、确保非对称开挖基坑安全且经济成为基坑工程设计中紧迫而重要的问题。目前,该领域相关理论的研究滞后于工程实践,尚未形成明确的规范设计标准,通常采用忽略非对称开挖的影响,仅按挖深较深侧进行单边设计的方式,但这将造成人力物力资源的浪费。因此,对于非对称开挖基坑的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文采用试验分析、数值模拟以及理论构建相结合的研究手段,深入研究了非对称开挖内撑式支护结构的受力变形机理,在此基础上建立了其变形控制设计理论。本文开展了以下主要工作:（1）通过室内模型试验,研究了非对称开挖基坑两侧桩长对称和两侧桩长非对称的两种工况下内撑式支护结构的受力变形机理,并分析了不同挖深情况下的支护结构桩顶位移、侧向土压力分布以及桩身弯矩分布变化规律。试验研究发现,深侧支护结构会通过支撑对浅侧支护结构造成“推回位移”,若采用按深侧单边设计的方法将造成浅侧支护结构的经济浪费,有必要对非对称开挖情况下的两侧支护结构进行整体设计。（2）通过PLAXIS有限元软件,基于小应变土体硬化（HSS）模型,建立了基于模型试验的非对称开挖基坑支护结构有限元模型。通过与室内模型试验数据的对比,验证了数值模型的有效性。在此基础上,进一步分析了不同浅侧支护结构桩长、两侧支护结构刚度和支撑刚度对非对称开挖基坑两侧支护结构桩身变形、土压力分布以及桩身弯矩的影响,对非对称开挖内撑式支护的设计提出了优化建议。（3）基于库伦土压力理论,通过假定侧向土压力系数与土体位移呈线性关系,并考虑支护结构变位模式对被动极限土压力系数进行了合理修正,建立了考虑支护结构变形及变位模式的非极限状态土压力理论模型。通过与多种墙体变形和变位模式的土压力试验数据进行对比,验证了该非极限土压力模型的有效性,并进一步提出了归一化土体被动极限位移（sp/L）与转动变位参数n的指数关系式,分析了不同墙体变位情况对土压力的影响。（4）基于提出的非极限土压力计算模型,以两侧支护结构的容许位移值为控制目标对非对称开挖基坑内撑式支护结构进行变形控制设计。在对非对称开挖情况下内撑式支护体系进行整体受力分析的基础上,推导获得了内撑式刚性和柔性支护结构两侧桩（墙）长的设计计算解析解,并进一步分析了土体内摩擦角、支撑刚度、基坑的非对称开挖程度以及位移控制值对支护结构插入比的影响。（5）通过将基坑开挖引起的坑外地表沉降问题简化为弹性位移边值问题,求解获得了可用于任意支护结构变位模式引发的坑外地表沉降曲线的解析解。通过假定柔性内撑式支护结构的水平变形曲线符合分段二次多项式,进一步求解获得了柔性内撑式支护结构基坑开挖引起的地表沉降显式解,该显式解可退化用于刚性支护结构的求解。通过与有限元模型以及多个工程案例实测数据的对比,验证了该显式解的正确性和工程适用性。进一步将该显式解运用于非对称开挖支护结构,结合第五章提出的非对称开挖支护结构两侧桩（墙）长的变形控制设计计算解析解,研究了刚性和柔性支护结构非对称开挖情况下的两侧地表沉降分布规律,并分析了两侧挖深差以及位移控制值对两侧地表沉降分布的影响。