本文主要研究内容依托于贵阳龙洞堡机场隧道项目,该隧道穿越薄层破碎硬质岩地层,围岩中发育有较多层理、节理等结构面,而围岩受扰动后很容易沿结构面发生位移或破坏。本文采用3DEC离散元法,主要研究了隧道开挖对地表沉降和上部建筑结构的影响。由本文研究内容,可以得出如下结论：(1)在薄层破碎硬质岩体中,隧道施工引起的地表沉降的分布规律除受施工因素的影响外,同时还受岩块性质、结构面力学性质和分布形式等环境的影响,其中结构面的影响主要有：由于结构面强度和稳定性要比岩石低很多,隧道开挖后容易沿薄弱结构面发生变形或破坏；地层层理的倾角不同,则沉降槽中心相对于隧道中心的位置也不同；节理通缝分布时,地表沉降会在洞周附近节理面对应地表处产生很大的突变,而节理错缝分布时,地表沉降变化规律整体上与连续介质中很相似,地表沉降横向分布曲线大致可以用正态曲线描述,符合Peck公式,地表沉降沿纵向大致分为三个区一一前期沉降区、快速沉降区以及沉降收敛区。(2)隧道开挖引起的地表位移,如地表均匀沉降、地表倾斜、地表曲率和地表水平位移等,都会导致结构的变形和应力重分布,影响结构的稳定性,严重的导致结构开裂,甚至破坏。建筑结构的破坏模式与建筑的结构类型、处于沉降槽的位置等有关。为了保证建筑结构正常使用和防止结构破坏,一些建筑相关规范给出了建筑结构的变形和应力的控制标准,而我国城市地铁项目中通常30mm的地表沉降作为控制标准,但是此标准是根据工程经验得出的,并且有一定的适用范围,针对具体工程我们可以通过计算确定地表沉降控制标准。(3)基于龙洞堡机场隧道项目,运用3DEC离散元软件研究了隧道开挖过程对高架桥和地下停车场的影响。一般来说,建筑基础距离沉降槽中心的位置越近受到的影响越大；相对CRD法,双侧壁导坑法对隧道上部结构影响更小；辅助工法能控制地层位移和减小对结构的影响。具体工程中一般应根据工程经验、数值模拟或模型实验等方法确定施工措施,并根据现场监测结果及时调整。(4)基于龙洞堡机场隧道工程,经计算将隧道开挖下穿高架桥的过程中地表沉降的控制标准定为25mm。结合数值模拟结果和现场实测数据分析,经验算当采用设计要求进行隧道施工时,地表沉降、结构变形和应力均可满足控制标准。