随着我国城市建设的快速发展，地铁建设将成为我国21世纪城市地下空间开发的重要组成部分。盾构法以其地层适应强、速度快、施工质量有保证等显著的优点被广泛地应用到城市地铁建设中，但是盾构施工不可避免地会对周围土体产生扰动，引起地层移动和变形，并带来一系列工程问题。因此，必需对盾构隧道施工引起的地层变形进行有效的预测，以制定相应的控制措施防止工程事故的发生，确保盾构施工对周围环境的影响降到最低。本论文针对弹性力学理论在隧道开挖变形求解中的应用，并结合数值模拟和现场实测方法，对地铁隧道盾构施工引起的地层变形预测进行研究，主要研究工作及取得的成果有：（1）回顾了盾构法隧道的发展及在中国的应用现状，并对盾构隧道施工引起的地层变形预测方法进行了概括和总结。（2）概括了隧道开挖变形问题弹性求解的基本理论，重点从基于平面问题的求解和基于空间问题的求解两个方面进行了总结，根据已有的研究成果，对这两种求解方法在隧道开挖变形计算中的应用进行了对比分析。（3）借鉴现有的研究成果，综合考虑盾构施工阶段各影响因素，建立了盾构推进力学模型，基于弹性力学理论及Mindlin解，推导了考虑刀盘摩擦力及同步注浆压力影响的地层变形三维解，并运用Matlab6.5编制了相应的计算程序；以具体工程为例，对盾构施工引起的地层变形规律及影响因素进行了探讨。分析结果表明：编制的变形计算程序是有效和合理的；推导的地层变形计算公式能明确反映各影响因素引起的地层变形。（4）以南昌地铁某区间盾构隧道工程为例，采用有限差分法软件FLAC3D对盾构施工过程进行了三维动态数值模拟，探讨了盾构施工引起的地层变形规律，并结合现场实测数据及理论解进行了对比分析。分析结果表明：建立的三维数值模型是合理的，可以采用有限差分法对实际工程进行变形预测和地层变形影响因素分析；本文推导的考虑刀盘摩擦力及同步注浆压力影响的地层变形计算公式可以得到更为精确的结果，可以用于实际工程盾构施工变形预测和分析计算；本文研究成果对城市地铁盾构隧道设计与施工有重要指导和参考意义。