由于城市建设的快速发展,地下空间需求愈发强烈,基坑工程的数量和规模随之不断扩大。城市地区的基坑工程往往处于复杂而密集的建筑环境中,基坑开挖施工受到了更加严格的制约,稍有不慎可能引起基坑失稳或破坏,预测和评估基坑开挖的变形响应对于基坑工程的安全和稳定有着重要的意义。其中,土体参数的不确定性和变异性是合理预测和评估基坑开挖变形响应的重要影响因素之一,对此本文依托南京市秦淮区四条巷逆作法施工的基坑项目,研究了基于贝叶斯理论的反分析方法在降低土体参数不确定性和提高变形预测精度方面的可行性和有效性,并结合BIM信息化技术探讨其在基坑可视化、安全评估和动态预警等多方面的应用和优势。本文主要工作内容与结论如下:（1）总结了逆作法基坑开挖施工的主要问题,利用有限元软件ABAQUS对逆作法基坑开挖进行三维数值模拟研究。采用土体弹塑性本构模型研究竖向支护结构、墙后土体沉降、坑底隆起及差异沉降在各开挖施工阶段的变化规律。结果表明:支护结构侧移、土体沉降、坑底隆起变形随着基坑开挖逐渐增大,竖向支护结构最大侧向位移与开挖深度的比值为0.4%;由于基坑三维效应,在拐角处支护位移明显小于非拐角处位移。墙后土体沉降主要呈现凹形曲线趋势,其坑后变形影响范围为土体开挖深度的4倍左右;竖向支护结构与立柱的最大差异沉降值与最大开挖深度的比值在0.10%至0.20%之间。（2）分析了不同土体本构参数和结构参数对基坑变形的影响。结果表明:对于基坑开挖数值模拟来说,土体弹性模量和泊松比的取值存在很大的不确定性,随着土体弹性模量的增加,墙体侧向位移、土体沉降逐渐减小。随着泊松比的增加,土体的抗剪强度降低,墙体侧向位移、土体沉降变形增大;接触面摩擦系数、墙体刚度、土性强度指标及结构参数对基坑变形的影响相对较小;参数敏感性分析为参数反分析优化提供了理论依据。（3）基于贝叶斯反分析方法的原理和应用,通过正交试验和无交叉项的二阶多项式响应面法建立有限元代理模型,采用马尔科夫蒙特卡洛算法Markov Chain Monte Carlo（MCMC）更新模型参数分布;比较了单随机参数更新和多随机参数同步更新的结果差异,同时,研究了基坑开挖各阶段对代理模型误差和变形响应预测的变化影响。结果表明:贝叶斯框架可以对已有的勘测信息等进行有效融合,基于更多有效的先验信息可以进一步降低参数分布的不确定性。MCMC算法中建议分布的缩放系数大小会影响后验分布的求解效率,当缩放系数等于1的时候,马尔科夫链能很快地形成平稳分布。模型误差随着土体开挖也会发生相应的变化,利用更新后的模型误差分布可以得到更准确的基坑变形响应预测。（4）建立了基于轻量化BIM技术的数据采集和多级预警告警机制,探究了BIM技术在基坑工程中的应用。在BIM模型的基础上,分析了模型数据格式与有限元和WEB系统之间的转换方式。基于反分析结果,提出以失效概率的方式对基坑安全评估和响应预测进行表征。结果表明:BIM技术有效解决了基坑三维空间可视化的难题;通过失效概率表征的方式进行基坑安全评估相比传统告警方式,考虑了基坑内部的不确定性。同时,采用多级预警机制,能有效地对基坑变形风险等级做出及时的反应;随着基坑开挖深度及不确定性因素的增加,基坑变形失效概率增加。