盾构隧道因具有自动化程度高、对地面建筑和交通干扰小等诸多优点，在地铁中的应用也越来越广泛。但是在盾构施工过程中，不可避免的会扰动地层，导致地表沉陷、建筑物破坏等。在盾构掘进过程中，对隧道周围土体的变形和地表沉降开展监测工作，研究盾构掘进对建筑物桩基、周围环境等的影响，以及如何降低工程造价，是目前研究中的当务之急。本文依托室内盾构隧道模型实验，通过大型有限元软件MIDAS/GTS模拟盾构隧道的动态开挖过程，有限元模拟综合考虑了盾壳与土体之间的接触面单元、注浆压力、密封舱压力、顶推力以及土体非线性、弹塑性等因素。当隧道一侧有建筑物时，研究了盾构施工引起的地表沉降、桩基变形。通过将数值模拟结果与模型实验结果进行对比分析，验证了三维有限元模型的可靠性，同时在模拟开挖的基础上，研究了隧道周围在有无建筑物时地表沉降的分布规律，初步探讨了建筑物结构刚度的作用，以及盾构参数如注浆压力、土仓压力、顶推力大小等对地面沉降的影响；当有建筑物结构调节作用时，桩基变形随隧道开挖的变化规律。主要研究成果如下：1.当隧道周围有无建筑物时，地表沉降分布曲线差别较大，有建筑物时最大沉降方向背离建筑物，且偏离盾构中心轴线。建筑物结构刚度越大，建筑物对地层的约束、调整作用越强。当隧道一侧有建筑物时，该处地表沉降曲线趋于平缓，且沉降槽宽度较大。2.在各模拟参数不变的情况下，支护面压力越接近原始侧向静止土压力，地面沉降量越小。随着盾构机千斤顶推力、注浆压力的增大，地表沉降量逐渐减小，且注浆压力对地表沉降的影响显著大于千斤顶推力。3.桩身的竖向沉降随盾构掘进过程呈现逐渐增加的趋势。在隧道掘进方向，盾构施工对桩基沉降的影响范围在-0.6D~+2.6D区间内。在隧道横断面上，盾构施工对桩基沉降的影响范围在+2.0D以内。4.随桩基轴线与盾构隧道外边缘距离的增大，桩基的水平位移逐渐减小。在距隧道外边缘1.8D范围内，桩基的水平位移较为明显。桩身最大轴力、弯矩均出现在盾构隧道起拱线处。