为满足日益增加的公共交通的需求,各城市加快了修建城市地铁的步伐。盾构法作为隧道开挖的常用方法,已较为广泛的运用到城市地铁的修建中。文章基于法国里昂地铁隧道D号线延线工程,首先对盾构施工过程进行了阶段划分,分析了各阶段土体竖向位移的规律。使用PLAXIS进行二维有限元数值模拟,并用FLAC 3D进行三维有限差分数值模拟。将数值模拟的结果和现场实测数据进行对比,对盾构隧道开挖引起的土体沉降进行了较为深入的研究。本文主要研究内容如下所示:(1)利用有限元软件PLAXIS对隧道开挖进行二维数值模拟。在二维模拟中使用了模拟最终阶段地表沉降较为常见的两种方法:应力释放法和径向收缩法。监测数据和数值模拟结果进行对比,验证了两种方法在分阶段施工模拟中的适用性,同时也考虑了不同土体本构模型的选择对数值模拟结果的影响。(2)利用有限差分软件FLAC 3D对隧道开挖进行三维数值模拟。三维数值模拟中使用了精细化建模的方法,考虑了隧道埋深、土体分层、地下水位、目标掌子面施加梯形支撑力、盾构机锥形形状、盾尾梯形注浆压力、注浆体的凝固和衬砌的及时施加等因素的作用下,隧道开挖的不同阶段对地表位移和隧道拱顶位移的影响。三维精细化模拟结果和实测值对比,验证了三维精细化模拟的适用性。(3)利用有限差分软件FLAC 3D对盾构施工过程中影响土体位移的三个因素—目标掌子面上的梯形支撑力、临空面上的梯形注浆压力和注浆体模量进行研究,利用这三个影响因素减小盾构法施工过程产生的地表沉降。