大量现场实测数据表明：实际工程(如地铁、深基坑等)中，除极小一部分区域外，岩土体应变都很小，主要集中在0.01～0.3％之间。由于室内测试仪器精度的限制，对小应变条件下土体特性认识不足，随着室内试验仪器精度的提高，近年来土体在小应变条件下的特性才逐渐被认知，同时一些传统的本构模型难以合理地或有效地反映土体的这些特征，且土体在小应变区域内所表现出的本质特性对正确预测地下工程施工对周围环境的影响起到至关重要的作用，因此提出或修正一些有适用性和针对性、且能够考虑小应变条件下土体特性的本构模型是十分必要和有意义的，同时也具有重要的理论价值和广泛的实际应用价值。本文主要研究工作包括： 1.利用英国GDS公司生产同时配备高精度局部位移传感器的STDTTS+UNSAT(7kN/1700kPa)型号高级应力路径三轴测试系统对小应变条件下土体在地下空间开发中特定应力路径下的特性进行了针对性试验，分析了小应变条件下土体模量与应力路径的相关性、模量随应变增加而衰减的规律以及土体在小应变条件下表现出的高模量、非线性等特性，同时探讨了土体在小应变条件出现上述现象的机理。 2.在临界状态理论和边界面塑性理论的框架内，基于修正剑桥模型的基本思想，通过亚塑性理论、各向异性张量以及模量分段描述的概念建立一个能够考虑土体在小应变条件下的高模量、非线性、各向异性以及初始模量与应力路径相关性的各向异性边界面模型。 3.结合FLAC3D应用程序的特点，尽管采用几何非线性理论可以处理实际问题中的非线性问题，但其没有包含可以处理小应变条件下土体特性的本构模型，利用Visual C++6.0编译了本文模型的动态数据链接库，实现了本文模型的程序化，进而利用本文试验结果及他人试验结果验证了所开发模型的合理性与正确性，并详细地论述了模型参数对小应变条件下土体特性的影响。 4.在对南京地铁1号线张府园～新街口区间的实测资料分析的基础上，采用基于本文模型而编制的地铁盾构施工三维模拟程序对其进行计算分析，验证本文模型对城市地铁盾构施工引起地表变形分析的可行性与有效性，最后对近距双隧道施工对地表变形的影响程度进行预测分析。