伴随着全球资源短缺和环境恶化，地下空间的开发和利用以被提及极为重要的地位，地下工程实践活动的规模也在日益壮大；而合理的设计出地下结构是开发利用地下空间资源的重要保证，基于此，本文对地下结构进行多目标优化设计和CAD技术研究，主要内容如下： 一、综述了地下结构的类型、计算理论和设计模型，阐述了地下工程施工的力学过程，给出了围岩稳定性分析的相关原理。还介绍了CAD技术在现代工程设计中的广泛应用，以及CAD技术的发展趋势。 二、建立了以洞周几何控制点坐标或洞形特征尺寸为设计变量，联合以洞周特征点偏差位移值和围岩的塑性区域面积为目标函数，并满足一定设计约束条件的多目标优化设计模型。 三、针对地下结构的特点，在优化过程中对复形法作了调整和改进，编制了多目标优化设计的计算机程序。 四、利用高级计算语言Visual Basic与AutoCAD的接口DXF文件和SCR文件接口标准，编制了地下结构优化设计CAD软件，将计算结果直接转化为计算机辅助设计施工图，大大提高了设计效率。