岩土地层的形成、分布及其工程性质的复杂性是客观的,场地的工程勘察并不能全面真实的反映整个场地的地层结构及其工程地质和水文情况,在基坑的施工过程中土体开挖也必然将导致周边地表及深层土体产生位移、地下水位变化和地层性质的改变,由此导致土层物理力学参数的变化。若只基于工程勘察所得的岩土地层参数进行基坑支护设计与施工,则不能反映在施工过程中由地层性质改变造成的基坑支护结构内力调整和变形发展的变化过程,从而造成不合理的基坑支护设计。因此,如何通过信息化监测数据反演出地层参数的动态变化和实际的参数值,由此对支护结构的安全性进行跟踪复核并确保周边环境的稳定安全是目前基坑工程中一个需要解决并存在困难的问题。本文针对基坑桩锚支护结构的变形、地下水位变化、支护结构蠕变、周边附加荷载等因素引起岩土性状的变化,反过来引起基坑支护结构的安全性降低这一客观事实,建立Midas-GTS三维有限元模型,并编写Matlab程序,研究基坑桩锚支护结构的安全性与岩土参数动态变化的响应规律。同时,结合宜春百尚城项目的基坑工程实际案例,通过该基坑工程前期不同阶段的监测数据、反分析程序的计算结果与三维有限元分析模型计算结果之间相互论证,修正三维有限元模型、优化反分析程序,进一步预测后阶段基坑的开挖变形,并针对桩锚支护基坑可能遇到的风险提出防控措施。本文主要内容包括以下几个方面:(1)分别针对土体与支护桩、土体与锚杆、支护桩与锚杆之间的相互作用机理进行研究分析,桩锚支护基坑常用的变形计算方法总结为理论分析法、经验估算法、数值模拟法,确定数值模拟法作为本文分析计算方法。(2)介绍反分析的基本理论,选取数值法中的直接法(正反分析法)作为本文研究方法;介绍BP神经网络算法、遗传算法的基本原理和运算流程;采用遗传算法优化BP神经网络算法的阈值和权值,得到更优的GA-BP神经网络算法;编写GA-BP神经网络算法的Matlab程序;(3)根据工程实际情况,定义Midas-GTS模型的前提假设、材料参数、边界条件,选取MC模型作为土体的本构模型,建立符合项目实际情况的有限元模型;(4)对土层参数进行均匀试验设计,分析不同土层参数情况下基坑的变形位移;对均匀试验中的土层参数、三维模型计算的模拟变形结果、基坑前期施工实际监测结果进行归一化处理,得到GA-BP神经网络算法的样本数据,以此为基础完成GA-BP神经网络算法的优化、学习、训练、再优化的循环过程,建立基坑桩锚支护结构变形位移与岩土体参数的非线性映射模型。(5)依据训练优化后的GA-BP神经网络算法程序及Midas-GTS模型,对土层参数进行反分析推导,预测基坑后期进一步施工可能产生的变形,分析基坑的安全可靠度。(6)阐述桩锚支护的基坑在施工过程中可能出现的风险,从勘察、设计、施工、管理四个角度对桩锚支护基坑出现风险的原因进行分析探讨,并对应提出风险防控措施。