盾构法隧道施工对土体的扰动是不可避免的,土体变形是受扰动的结果.如何准确预测盾构隧道引起的土体移动、减小盾构施工对周围环境造成的影响一直为工程界所关注.本文以上海轨道交通明珠线某区间隧道为背景,对盾构法隧道施工引起的的土体位移情况做了系统的分析,并对隧道管片安装过程中管片应力变化规律进行了研究,得出一些有益的结论,主要研究内容和工作包括:(1)盾构法隧道施工力学分析系统(TCCAD)的研发.TCCAD系统是针对盾构法隧道施工的特点专门设计的三维有限元分析软件.系统提供完整的有限元前后处理和数值计算模块,使用方便.(2)分别使用TCCAD系统和MSC.Nastran对某单管隧道进行工程实例分析,并将结果与实测数据比较,验证TCCAD系统的有效性.(3)使用TCCAD系统对上海轨道交通明珠线二期工程某区间隧道的单管、双管水平、双管竖直三种典型工况进行数值模拟,总结了施工过程中受扰动土体的位移时空变化规律和地表沉降规律,并与实测数据进行了比较.(4)考虑土体弹性模量、盾构外径、覆土厚度、开挖面土压力等因素的影响,以有限元计算结果作为参考,拟合地表沉降计算经验公式,并根据实测结果对经验公式做了修正;对上海地铁隧道地表沉降做了进一步的研究,得到纵剖面和横剖面的沉降经验公式.(5)对管片拼装过程建立有限元分析模型,进行数值模拟,得到拼装过程的管片应力变化规律,总结管片可能的破坏情况.