支护结构的变形分析是基坑支护设计的主要内容,根据基坑的不同安全等级,将支护结构的变形限制在一定的限值范围内。现在工程中常用计算支护结构变形的方法是弹性抗力法,但这一方法存在精度不高、不能反映基坑变形空间效应、适用性较差等缺点。为了进一步提高基坑变形分析的能力和水平,本文采用现场模型试验、连续介质有限元方法和三维弹性抗力法对基坑支护结构的三维变形及其上作用的实有土压力及附加土压力进行了分析研究,重点研究深筒形基坑的三维变形规律和空间效应。主要进行以下几方面的工作:1、开展了基坑空间性状的室外模型试验,试验测量的数据包括:基坑分步开挖和基坑一侧分级施加局部超载工况下,桩侧主被动区土压力、桩体应变、桩体测斜和支护桩顶部位移。2、使用ABAQUS对模型试验开挖和超载的每一个工况进行了模拟。分析了基坑一侧施加超载时,支护结构不同位置的变形规律。探究了超载对支护结构位移的影响范围。对每个工况墙后土压力分布和变化规律进行了分析。3、使用ABAQUS建立不同平面尺寸基坑的有限元模型,分析了平面尺寸和开挖深度对基坑支护结构空间效应的影响。4、建立了实体桩有限元模型,对比等效地连墙模型和实际支护桩模型在基坑开挖过程中的不同的变形规律和计算结果,为现在常用的等效地连墙模型的计算方法提出改进建议。5、对既有支护结构三维弹性抗力法程序Three Dimensional Analysis Program of Piles Retaining Structures(TDAP)进行修订,并使用该程序计算了算例,同样研究了不同平面尺寸基坑的空间效应。基于程序的不足,指出程序的进一步改进方向。6、分析了室外模型试验基坑的整体变形规律和桩侧土压力分布,并和数值模拟结果的规律进行比较,证明了有限元计算的合理性。