随着我国交通现代化建设的逐步推进,城市轨道交通网络逐渐密集,新建隧道下穿既有结构工程越来越多。由于地域性差别,我国各城市的地层条件、既有结构工程、新建隧道施工工法等因素各有差异,在穿越施工中既有结构响应体现了不同特性。地铁下穿工程中地层和结构具有复杂的动态相互作用,既有结构响应规律主要受到结构刚度和新旧结构之间夹层土特性等因素的影响。基于刚度分析方法,研究地铁下穿既有结构的施工影响对城市穿越工程的安全性预测及控制具有重要的理论和现实意义。本文基于新建地铁下穿既有隧道案例统计分析,提出从刚度角度出发研究下穿工程中地层-结构相互作用,通过理论分析和数值模拟对既有结构刚度、夹层土刚度、土-结接触面刚度和变形缝位置对既有结构变形的影响进行研究,主要工作及结论如下:（1）统计分析了全国82例城市新建地铁下穿既有隧道案例,从工程结构和工法信息、地质条件以及既有结构变形3个方面进行分析,总结出不同城市下穿工程在地质条件、新旧结构埋深、夹层土厚度、既有结构最大沉降等方面的一般规律,重点依据地层地质力学特性对地层条件进行了分类。（2）基于当层法原理,对Peck经验公式、Sagaseta理论公式和Loganathan–Poulos理论公式进行了修正,提出了可考虑既有结构自身刚度和新旧结构相对位置关系的既有结构变形预测模型,基于实际工程验证了该模型的有效性和适用性,并进行了主要参数的敏感性分析。结果表明,既有隧道的存在对地层具有约束作用,阻碍了地层变形向上扩展;在采用当层法考虑既有结构刚度的情况下,预测下穿既有隧道变形的准确性更高;影响结构沉降变形的四个参数的敏感性排序为:结构刚度>夹层土刚度>结构埋深>夹层土厚度。（3）通过数值模拟,分析了夹层土厚度和主要力学参数对结构变形的影响。结果表明,在同一工程条件下,土层弹性模量和泊松比对既有结构变形的影响均呈负相关。（4）基于土-结接触面力学特性分析,选用接触面单元对土-结接触面、既有结构的变形缝进行了数值模拟,研究了接触面刚度以及变形缝位置对既有结构变形的影响。结果表明,有变形缝的既有结构在整体上呈现柔性变形特征,变形缝间管节呈刚性转动。