在盾构隧道施工过程中,难免会引起周围土体的扰动,从而造成土体应力状态的改变,进而产生地表沉降,危及临近建筑物及地下管线的正常使用。因此,对盾构隧道地表沉降进行有效地分析并控制显得十分必要。对于软土中盾构隧道的长期沉降研究,离不开对隧道下卧土体的本构关系和流变性状的研究,且影响地表沉降的因素具有诸多不确定性。合理选取黏弹性模型和正确分析影响因素的不确定性无疑对盾构隧道地表沉降的影响具有重要意义。本文选取三参数固体黏弹性模型,对盾构隧道地表沉降进行黏弹性分析。另外,考虑变量的随机性、模糊性和灰色性,对盾构隧道地表沉降进行可靠度研究。主要研究内容包括:(1)充分考虑土体的黏弹性特征,基于Mindlin解,采用三参数固体黏弹性模型,进行Laplace变换,给出了盾构隧道地表沉降的三维黏弹性解。结合工程实例进行计算分析,分别得出了考虑黏弹性性质、黏性系数、离开挖面的距离、开挖深度对刀盘正面摩擦、刀盘侧面摩擦、正面附加推力以及盾壳与周围土体之间的摩擦力引起的地表沉降的影响规律。(2)考虑影响地表沉降因素的随机性和模糊性,引入隶属函数,利用一次二阶矩中心点法和验算点法,建立隧道施工引起地表沉降的模糊随机可靠度计算公式,并针对工程实例,进行计算分析。分析结果表明,对于同一允许最大沉降量,在不考虑变量随机性和模糊性的情况下,中心点法计算得到的可靠指标较验算点法偏大;随着允许沉降量的递增,中心点法和验算点法计算所得的可靠指标均呈现增大趋势,这与工程实际是一致的,而考虑随机性和模糊性因素影响的验算点法所得可靠指标呈下降趋势。(3)考虑结构可靠度计算中变量的灰色性,结合一次二阶矩方法,给出了灰色一次二阶矩中心点法和灰色一次二阶矩验算点法,再考虑变量的随机性和模糊性,给出同时考虑变量随机性、模糊性和灰色性的盾构隧道地表沉降的可靠度分析方法,结合具体实例进行了计算分析,并与仅考虑变量灰色性计算的盾构隧道地表沉降的可靠度进行对比分析。计算结果表明,在同一允许沉降量下,若仅考虑变量的灰色性,验算点法计算的可靠指标比中心点法要大;仅考虑变量灰色性时,随着允许沉降量的递增,中心点法和验算点法计算的可靠指标均呈现与工程实际相一致的增大趋势。研究结果表明,在对盾构隧道地表沉降进行可靠度分析时,应根据不同的情况采用合适的可靠度方法进行可靠指标的计算。