地下管廊是现代化城市的重要基础设施,管廊工作井作为连接隧道的重要枢纽,其工作性能对于地下综合管廊的稳定运营有着极大的影响。因为其深埋于土中,结构深度较平面尺寸大,有较为明显的空间效应,同时在使用过程中管廊工作井与土体存在复杂的相互作用问题,受到众多因素的影响,在进行工作井工作性能分析时,如何挑选合理的参数进行结构与土分析模型值得深入研究。本文结合某220k V电缆隧道工程,采用室内模型试验和三维有限元数值模拟的方法对工作井在水平和竖向荷载作用下的承载与变形规律进行分析研究。本文的主要工作有以下几方面:基于相似原理设计了矩形工作井模型,以砂土作为回填材料进行了室内模型试验,试验过程中采用自行设计的试验装置对工作井的变形、井壁应力以及土压力进行量测,探究了工作井在5组均布荷载作用下的承载与变形规律。使用ABAQUS有限元分析软件对相应的工作井室内模型试验进行了数值模拟,进一步的研究了工作井在不同荷载下的墙后土压力分布、位移变化和应力分布规律。并将数值分析的结果和试验的结果进行对比,进而验证模型试验结果的准确性和建模方法的有效性。采用经验证的建模方法,基于某220k V电缆线路隧道工程中的工作井结构,建立了考虑土-结构、隧道-结构相互作用的三维有限元数值分析模型,研究了长宽比为1:1、1.5:1及2:1的工作井在正常使用状态下的承载和变形特性,并基于计算结果进行了结构配筋计算,选取具有代表意义的工作井研究周边荷载布置对结构承载和变形特性的影响。研究结果表明:随着长宽比的增加,工作井的变形和应力逐渐增加,空间效应愈加明显,结构配筋率也随之增加;随着车辆荷载与工作井距离的增加,荷载对工作井变形和应力的影响逐渐减小;井边堆载和交通静载的增大会导致工作井变形和应力的增加;三种荷载对工作井底部的应力和变形几乎没有影响。基于长宽比为1.5:1的工作井在正常使用工况下,设计了四因素三水平正交试验,研究工作井井壁厚度、底板厚度、内部板墙厚度和土体刚度因素组合下,结构的承载变形规律和配筋率,并对各个结构参数的评价指标进行分析,从而得到了各个结构参数之间相互影响的关系以及影响的程度。经过对计算结果分析可得:底板厚度是影响工作井结构应力分布的最主要因素;周围土体的刚度主要影响工作井最大竖向位移以及内部板墙应力分布;工作井井壁厚度主要影响工作井整体结构的水平位移;从降低结构配筋率角度考虑,应适当加大井壁厚度,其余三个因素的改变对于结构的配筋率影响不大。结合多因素,从控制结构受力和变形考虑,最优设计组合是底板厚度为1.3m,井周土体弹性模量为原先的2倍,井壁厚度为1.0m,内部板墙厚度为0.4m。