该论文旨在以深基坑开挖工程时空效应分析的思路,建立基于固结理论的渗流场模拟分析方法,采用二次单元方法建立固定网格上的地下水自由表面分析以及渗透力分布计算格式;通过土体内部作用力系统的分析,确立了两种有效应力分析的基本格式与计算路线:第一种是将渗透力作为土体骨架的外荷载被引入位移应力场计算之中,第二种是将土体的位移与超孔隙水压力作为未知的物理量,利用固结理论的耦合求解;依据Biot固结理论与有限变形的理论基础,采用经典的变分原理方法推导了基于有限变形Lagrangian描述U.L方法的Biot固结理论耦合系统方程,可以用于线弹性、非线性弹性及弹塑性计算,采用二维平面、三维空间进行有限元离散;建立以Duncan--Chang的E~μ非线性弹性模型为基础的宏观损伤模型及其由损伤变量定义的安全系数,推导了渗流--损伤耦合的数值模拟方法;针对土体塑性变形特征,根据参变量变分原理,推导了有限变形弹塑性有效应力分析的参数二次规划解方程.该方法将弹塑性分析问题转化为在屈服条件的约束下求弹塑性势能泛函的极值问题,在每一个荷载增量步中不需要弹塑性迭代,能够求解非关联和应变软化的弹塑性问题;根据流变学原理,采用Bingham模型及非线性弹性--粘塑性模型,将有限变形Lagrangian描述U.L方法的Biot固结理论耦合系统方程推广到弹性--粘塑性分析之中;对二维分析的支护桩结构和三维分析的地下连续墙结构均采用有限变形的计算方法,并由此构筑了可以考虑土体的非线性弹性损伤、弹塑性与蠕变、渗流与变形耦合分析、土与支护结构体系协同工作且基于有限变形的时空效应分析系统.对施工过程采用时步计算研究不同的施工工况.