21世纪是开发地下空间的世纪，城市地下空间的开发是未来城市发展势不可挡的趋势。随着城市地铁工程建设的发展，产生了大量的深基坑工程。由于深基坑工程工期长、造价高、难度大，已成为土木工程界关注的热点问题。 基坑开挖是一个复杂的岩土工程问题，它既涉及到强度和稳定问题，要求保证坑内作业的人员和周围道路、建筑物的安全，又涉及到变形问题，地铁深基坑工程更是具有其特殊性，要求将坑底及基坑外土体的变形限制在一定范围内，以确保邻近建筑物和管线等的正常使用。 本文在阅读大量国内外文献，总结以往成果的基础上，针对基坑开挖过程中开挖支护结构的变形及周边土体位移、基底隆起等进行了分析研究，并利用大型有限元软件PLAXIs，对北京地铁十号线三元桥站深基坑工程建立了基坑工程开挖、支护模拟的有限元模型，模拟分析了工程开挖、支护过程。通过计算机软件模拟基坑开挖的全过程，掌握每一开挖过程中结构受力及位移变化状况，得出基坑变形的规律，不但可以检验设计的合理性，还可有效地指导工程施工，使得施工的过程更科学。在系统学习研究土的本构关系、屈服准则的基础上，对PLAXIS有限元程序理论和功能进行了较深入的研究。 有限元法作为三十年来随着电子计算机的广泛应用而发展起来的一种数值解法，可以求解各种具有复杂的土质条件、加载历史和边界条件的问题。己成为分析岩土工程问题的实用和有效的手段。本文首先对深基坑基础理论进行了总结，为本文之后的模型分析和研究提供了参考和依据。在考虑土与支护结构相互作用的基础上，采用三维有限元建立了深基坑有限元模型。模型采用Mohr-coulomb理想弹塑性本构模型以及用接触面单元模拟了土与结构的相互作用。 深基坑工程事故的预防也是深基坑工程实践中的热点问题。本文采用系统工程中的过程控制理论，对深基坑工程过程控制进行了简单理论研究。提出了采用系统工程中过程控制的概念建立深基坑过程控制和预警系统进行深基坑事故的预防。在深基坑工程的施工中，根据深基坑工程的工程地质、水文地质条件和周围环境条件，研究深基坑工程事故的控制目的，设定深基坑工程过程控制的监控量测参数，确定过程控制方案，选择过程控制的预测控制算法，设定控制指标实行过程控制，实现深基坑工程的过程控制、预防深基坑工程事故、确保深基坑工程动态施工达到安全、合理、经济的工程目的。 本文主要工作及结论如下： (1)系统分析了基坑支护结构的设计理论，分析了施工过程中支护结构的受力和变形，包括开挖过程的横向受力和变形，开挖引起周围土体的竖向变形以及基坑隆起现象。 (2)在系统学习研究土的本构关系、屈服准则的基础上，对PLAXIS大型有限元程序的理论和功能进行了较深入的研究。 (3)运用PLAXlS大型有限元程序对其进行了计算分析，并与实际监测结果进行对比，两者吻合较好，从而验证了在基坑施工时考虑分步开挖的必要性，也说明有限元方法适应性强，可以模拟整个基坑施工过程，可以模拟开挖过程中结构内力、周边土体和支撑的施加等。 (4)基坑工程事故多，在基坑工程施工中，采用过程控制和信息化施工，把基坑动态设计与信息化施工结合，可有效预防基坑工程施工中的事故发生，基坑开挖施工监测可指导施工、为理论验证提供对比数据，并为今后类似的工程积累经验。 本文的研究对基坑工程的设计和施工具有一定的指导意义。