运营地铁周边工程活动日趋频繁和复杂，对轨道交通高架结构的影响越来越明显，深入研究和分析周边复杂工程活动对城市轨道交通高架结构的影响，明确在保证基坑施工质量和施工进度的同时，制定针对性的地铁安全保护技术标准与对策，保护地铁结构和运营的安全，具有重要意义，同时也能为同类工程的设计、施工与地铁监护提供一些借鉴。轨道交通运营管理相关规范通过规定外部作业净距控制管理值和沿线控制保护区范围等方式，对轨道交通安全控制保护区作了较为笼统的划分。对于一些处于保护区内、距轨道交通高架结构较近的基坑，现有规定并不能完全避免基坑开挖对轨道交通结构的影响，因此还需进一步开展规律性的研究。本文采用考虑小应变特性的土体本构模型研究不同围护结构变形模式下基坑开挖对邻近轨道交通高架结构的影响。通过文献调研及有限元模拟等相结合的方法进行研究。主要研究内容及成果如下：
　　(1)对土体小应变各参数的取值方法进行归纳，并对国内外大量室内土工试验进行调研，分别对黏土、粉土、砂土的土体加卸载模量Eurref与初始剪切模量G0进行了统计，得到了不同土层二者的比例关系。总结了一套可反映软土地层土体小应变特性的参数。
　　(2)通过建立考虑土体小应变的有限元模型，针对3种典型围护结构变形模式引起的坑外深层土体位移场变化特点进行分析。计算结果表明，围护结构在抛物线型模式下，坑外深层土体竖向变形可分为凹槽形沉降区、三角形过渡区和隆起区，深层土体水平位移场可分为弓形变形区、变形过渡区以及悬臂形变形区；悬臂型模式下坑外深层土体竖向位移场只存在三角形变形区和隆起区，而水平位移场则全部呈悬臂形；踢脚型模式下的竖向位移和水平位移影响范围均为最大。
　　(3)通过建立地基土层-桩基-承台-桥墩-梁模型，分析了在不同围护结构最大变形、距围护结构的距离、开挖深度等因素下基坑开挖与墩顶、桩身变形的相关关系。计算结果表明，处于土体弓形水平变形区的高架结构，间距的增大不会显著减小基坑开挖对墩顶水平变形的影响，但对桩身最大水平变形的影响呈现较为显著的下降趋势；处于土体水平变形过渡区及悬臂水平变形区的高架结构，不同距高架结构中心的距离、围护结构最大变形引起的墩顶及桩身最大水平变形曲线的斜率随着距离的增加逐渐趋于一致。
　　(4)通过有限元方法分析了短轨枕式承轨台轨道结构桥梁桥墩变形与轨面变形的映射关系，揭示了自重作用下桥墩顶在竖向、横向以及纵向三个方向位移工况下钢轨变形及受力、轨道板结构受力及变形分布，以线路轨道静态几何尺寸容许偏差管理值作为依据，得到桥墩变形控制指标，然后综合桩基变形控制标准，得到城市轨道交通高架结构的变形控制指标。
　　(5)以轨道交通高架结构变形控制指标作为依据对基坑开挖引起的桥墩、桩基变形进行分区划分，结果表明，无论是控制值还是警戒值，墩顶水平位移等值线的包络面积均明显小于桩身水平位移等值线的包络面积。即以桩身水平变形为分区划分指标，将基坑开挖引起的邻近桩基变形分为A(危险区)、B(警戒区)、C(安全区)三个区域。
　　(6)通过综合开挖深度分别为7m、12m、17m时围护结构不同变形模式下对应的桩身水平位移控制线，并对其进行插值处理，得到了不同开挖深度的桩身水平位移控制线分布情况。在此基础上，提出了不同开挖深度及距高架结构不同距离情况下围护结构允许水平变形建议值的取值方法。