地铁建设是我国21世纪城市地下空间开发的重点。但由于设计错误,施工不当等原因,事故也不断地增加,给人民和国家带来了巨大的损失。因此,研究地铁结构各构件的受力情况是城市地铁进行施工设计一个重要环节。同时,浩大的工程也面临着巨大造价和投资,所以在保证安全的前提下,充分利用结构的强度,加快施工进度,降低成本也变得十分的重要。本课题将研究不同地质条件对隧道结构的力学性能和环境造成的影响,深入研究隧道施工各个过程中结构的响应,并通过对原结构进行方案比较,对影响隧道性能、加快施工进度和降低成本的因素进行研究,并选出合理方案。论文采用ABAQUS软件对某大断面隧道工程进行三维建模,并模拟施工的动态开挖过程。计算结果表明:中洞法施工地铁隧道时,中洞的开挖对地表沉降起到了主要影响,占开挖土体时的70%左右,侧洞的开挖引起的沉降只占30%左右,所以,开挖早期应尽快使支护结构封闭成环,减少沉降。开挖所引起的地表沉降占总沉降位移的61%左右。拆除临时支撑,砌筑二衬的过程中,占总沉降位移的39%左右。在结构的内力方面,隧道施工过程中初衬的拱脚和侧墙以及二衬的拱脚都是施工过程中相对薄弱的部位,应力比较大,容易发生破坏。对隧道所处不同的地质条件的模拟情况表明,地质条件越差,结构初衬和二衬的内力都越大,结构也越危险,因此,根据不同地质可以选择不同的结构形式或材料等级以减少施工难度和造价。通过原始模型的计算结果的计算,对原结构进行方案比较。采用控制变量的方法对初衬厚度、二衬混凝土强度、拆撑步距进行了模拟比较,通过分析,初衬的厚度的减小将使初衬和二衬应力增加,地表沉降越大。而减小二衬混凝土强度、拆撑步距增大会分别引起地表沉降增大和位移沉降速度变快。根据变量对模型各方面的影响分析,方案改变后采用了初衬的厚度为200mm,二衬混凝土强度C25以及拆撑步距9m进行模拟,分析结果都在规范的范围之内,隧道施工满足安全性要求,且可以大约节省大量水泥的用量,并加快施工进度。