由于城市中建筑物密布，在城市地铁隧道修建中，下穿建筑物往往难以避免。随着我国城市地铁的快速发展，这类下穿工程案例将愈发常见。目前针对盾构隧道下穿建筑物工程的研究主要关注被下穿建筑物的变形特性与受力特性，对盾构隧道的受力特性研究尚不充分。隧道、土体、基础间存在变形协调相互作用，不同的地层条件与设计参数下，盾构隧道外部土压力的分布将有所不同。因此，本文通过地层损失反映隧道、土体、基础间的相互作用，引入修正剑桥模型反映土体的非线性变形特性，以数值模拟为研究手段，分析了下穿建筑物条件下盾构隧道土压力分布特性，研究成果拟为下穿工程中盾构隧道衬砌结构设计、线型设计提供参考，主要研究内容与结论如下：
　　(1)盾构隧道下穿建筑物时，隧道周边土压力可拆分为三部分：理论土柱土压力、基础附加应力引起的土压力变化量、隧道施工引起的土压力变化量。基础附加应力引起的土压力变化量反映建筑基础对天然地基应力场的改变，隧道施工引起的土压力变化量反映在高应力场下隧道施工引起的土体应力重分布。基础附加应力会引起竖直土压力与水平土压力的增加；而隧道施工后，隧道上方一定范围内土体的竖向荷载向两侧传递，竖直土压力有所减小，水平土压力则由于隧道变形产生的对两侧土体的水平挤压而增大。最终隧道上方竖直土压力分布呈中间小两边大的形态，而水平土压力呈现隧道中心位置有一鼓包的分布形式。
　　(2)通过对上海地区地质情况的调研设计了地层分布计算工况并建立了分层地基盾构隧道下穿建筑物有限元模型进行计算，选取典型工况计算结果分析了不同地层条件下土压力分布差异。穿越不同承载力土层、穿越不同土质土层与不同上覆土层下隧道土压力分布特性均有所不同。穿越土层的承载力越低，竖直土压力总变化量越大。穿越承载力相近的不同土质土层时，竖直土压力变化量由大到小依次为淤泥质土、黏土、砂土。穿越承载力较低的软土层时，水平土压力总变化量表现出由上到下不断减小的分布形态；穿越承载力较高的硬土层时，水平土压力总变化量的分布形态为隧道中心位置处水平土压力总变化量最大、上下两侧不断减小。上覆土层对土压力分布的影响较为统一，竖直土压力总变化量与水平土压力总变化量均随上覆土层变硬而减小。
　　(3)基础水平偏移距离与隧道埋深均通过改变基础与隧道的位置关系对下穿工程中隧道土压力分布特性产生显著影响。对于水平位置关系，随着基础的偏移，竖直土压力分布逐渐与自由地层趋向一致，当基础边缘距离隧道外边缘为0.5倍隧道外径时，隧道上方竖直土压力可认为不受基础影响。随着基础水平位置的偏移，水平土压力变化量逐渐减小，且远基础侧的减小速度较近基础侧更快。对于竖向位置关系，随着隧道埋深增大，竖直土压力变化量不断减小，且穿越土层越硬，竖直土压力变化量随埋深增加的减小速度越快。水平土压力变化量随隧道埋深的变化规律与穿越土层有关：穿越软土时，隧道埋深越深，水平土压力变化量越小；穿越硬土时，隧道埋深越深，水平土压力变化量越大。
　　(4)上部荷载与基础抗弯刚度改变了基底压力的分布，进而影响盾构隧道土压力分布特性。根据有限元计算结果，上部荷载的影响较为显著，竖直土压力变化量与水平土压力变化量均随上部荷载的增大而增大；而基础抗弯刚度的影响则基本可忽略。
　　(5)不同结构施工顺序下，隧道上方竖直土压力有较大差异。与建筑先做相比，建筑后做的工况中，隧道上方竖直土压力出现应力集中现象，且穿越土层越软，应力集中越严重，竖直土压力变化量也越大。因此，当隧道上方规划有未来建设建筑物时，应对隧道衬砌结构进行加强设计。
　　(6)依据有限元计算结果，归纳总结了考虑穿越土层、上覆土层、基础水平偏移距离、上部荷载的盾构隧道下穿建筑物土压力分布模式。隧道土压力仍分为理论土柱土压力、基础附加应力引起的土压力变化量、隧道施工引起的土压力变化量三部分。理论土柱土压力采用既有简化算法计算；各部分土压力变化量则依据分布特点建立了不同的拟合函数模型，并通过统计既有的计算结果数据，给出了各种下穿工况条件下的土压力变化量分布函数待定参数表。