随着经济的发展，我国城市地下隧洞将进入蓬勃发展的新时期。而在实际工程中，地下隧洞穿越空间之大，所需工程地质资料信息之多，给设计工作带来了极大的难度。解决这一问题是本论文的重点所在。岩土工程虚拟场地不仅提供了丰富数据资料，而且使我们能够在海量信息中根据设置的方式去寻取或分析所需的数据。这些从形成虚拟场地上得出的数据经优化综合分析后就是某个岩土工程设计的数据依据。再在该平台集成岩土工程设计模块，把数据直接传输给岩土工程设计模块，通过设计模块自动的、交互的解决设计问题，这样的虚拟设计模式能够给岩土工程设计工作带来巨大的便利。也是本论文的思路所在。本论文通过GIS在岩土工程经常使用到的功能，以及实现这些功能相应的地理统计和计算机几何图形学的算法理论，实现了在有限元分析软件ABAQUS中模拟地下隧洞开挖的方法，以及模型中采用的莫尔—库伦的屈服准则。最后在基于浙江工业大学防护减灾所开发的杭州市岩土工程虚拟场地上集成地下隧洞开挖设计模块，对杭州地铁工程若干地段进行开挖模拟计算，实现了基于杭州市岩土工程虚拟场地的地下隧洞开挖模拟分析的一体化的研究。将地理信息系统(GIS)与地下隧洞开挖的有限元模拟程序无缝集成，利用地理信息系统强大的数据采集、管理能力和空间查询、分析能力，解决了传统地下隧洞面临的由于有限元计算上模型的多样性和参数选取上的复杂性急需在海量资料数据寻取最好信息为设计服务的问题，这是本论文的亮点所在。