在岩土工程中,尤其是地下结构工程,由于工程的隐蔽性、地质条件的复杂多变性和岩土体工程特性的多样性,人们需要更加直观的模式反映岩土层、岩土工程结构信息,以指导工程的设计与施工,地理信息系统技术在岩土工程中的引入,为我们提供了一个新的思路和解决方案。本文拟将地理信息系统中的可视化技术与地层、岩土工程的地下结构有机地结合起来,以实现地下结构的虚拟开挖,鉴于此,本文重点研究了以下几个方面的问题:1.针对岩土工程地下结构的开挖,探讨了地理信息系统(GIS)的有关基本问题,分析GIS在岩土工程中的应用,指出了3DGIS在岩土工程中的发展前途;2.研究了地理信息系统的数据模型和数据结构,重点讨论了三维地理信息系统中主要的数据模型和数据结构的优点和不足;3.在前人研究工作的基础上,通过比较分析,提出了一种适合地下结构开挖的数据结构模型,并讨论了建立地下结构模型的方法。4.采用Visual C++的面向对象语言编程方法设计了一个关于地下结构虚拟开挖的计算分析软件,软件采用基于三棱柱的数据模型,探讨了三棱柱切割的方式。5.利用编制的三维可视化软件对厦门东通道海底隧道工程中的地质剖面进行了模拟,显示了风化槽的分布情况与隧道线位之间的关系,为隧道的设计和施工提供参考依据,同时证明了此软件的有效性和实用性。通过本论文所作的工作,可以为地下结构开挖的设计与施工提供参考依据。