随着国内经济和城市建设的发展,在城市市区采用盾构法修建地铁区间隧道的任务日益繁重。盾构法己成为我国城市地铁施工中一种重要的施工方法,由施工引起的土体沉降规律是盾构隧道设计和施工中非常关心的问题之一。本文运用三维有限元法对盾构法施工过程中引起的地层位移和地面沉降规律进行了模拟。在黄土地区盾构法修建地铁隧道尚属首次,因此研究盾构施工过程中引起的土体位移情况,对今后西安地铁的合理设计和施工都有一定的参考价值和一定的现实意义。本文的主要研究工作包括:1分析了盾构法施工的主要环节和导致土层位移的主要原因以及已有盾构施工有限元模拟方法的优点和不足,对现有方法在模拟盾构施工荷载方面存在的不足之处进行了改进,建立了能够更加全面合理地模拟盾构施工过程的三维有限元模型;2盾构法被广泛的应用于各种粘性、砂性、砂砾土层中隧道的施工。通过对不同土质条件下盾构法进行地铁隧道施工的有限元分析,全面反映盾构推进对土体变形的影响情况;3根据有关勘测资料,建立合理的盾构法施工三维非线性有限元模型,对盾构法施工引起的地层变位和地表位移情况进行计算,分析了盾构施工引起的地层变形规律和地面沉降规律;4研究了黄土特性(地基模量、粘聚力和内摩擦角)对盾构法施工中土体变形的影响;5利用三维有限元对盾构施工过程中影响地面沉降的因素(覆土厚度、隧道外径、开挖面压力变化量、注浆压力、盾尾空隙填充率、开挖步长、盾构机的长度和推进力等)进行研究,为今后西安地区地铁的建设提供参考。