应变局部化(strain localization)是土体破坏时其变形集中于某局部区域内的一种现象。应变局部化现象很普遍,在小到毫米量级大到千米量级的不同尺寸上都可以观察到地质材料的应变局部化现象。由于应变局部化及其扩展而导致盾构掘进界面土体失稳有特别重要的研究价值。本文的主要工作及成果如下:1、通过FLAC3D分析砂土试件在平面应变条件下的剪切带形成、发展的过程,并将数值模拟结果与实验结果进行对比分析。2、研究由于初始缺陷位置引起的对平面应变条件下的砂土试件上的剪切带形成的影响,并观察总结剪切带形成规律。3、将砂土材料看成应变软化材料,通过极限支护压力比,横向地表沉降、塑性区发展云图、竖向位移云图及纵向地表沉降几个方面分析砂土在应变软化条件下对隧道开挖面稳定性的影响,并与硬化条件下的隧道开挖面稳定性的模拟进行比较分析。4、通过极限支护压力比,横向地表沉降、塑性区发展云图、竖向位移云图及纵向地表沉降几个方面研究三个软化参数(内摩擦角、剪胀角、粘聚力)对隧道开挖面稳定性的影响。本文的研究模拟了在干砂中观察到应变局部化现象,并通过分析研究了剪切带的演化规律及影响因素,在最后对软化材料条件下的盾构隧道开挖面稳定性进行了分析,分析表明应变软化对开挖面稳定有重要的影响。