位于饱和软土地层中的浅埋盾构隧道,管片衬砌的长期渗漏水会对运营期间隧道及周边地层的力学状态产生重要影响。盾构隧道由于其结构特点,建成后随着运营时间的增加,会在管片接缝、螺栓孔、注浆孔等位置出现地下水渗漏现象,导致较长时间后在土体中形成稳态渗流场。管片的渗漏使衬砌实际上成为了局部排水边界,其渗透性的变化会影响隧道周边土体渗流场的分布,进而改变地层中的应力和位移场,并随时间的增加最终影响隧道所在地层的总体固结沉降。本文针对饱和地层中运营期的浅埋盾构隧道,引入衬砌的局部渗漏水边界条件,基于复变函数保角变换法、弹性力学Airy应力函数法和Davis非线性固结理论,研究了衬砌长期渗漏水条件下洞周土体渗流场、应力位移场的计算方法和地层长期固结沉降的理论预测方法。同时分析了衬砌的渗漏程度对洞周土体长期力学性状的影响,并将理论计算值与数值模拟值和工程实测值进行了对比验证。主要研究内容及成果如下:(1)从衬砌实际存在的部分排水特性出发,假定土体和衬砌均为饱和均匀连续介质,采用土体、注浆层与衬砌分算的方法,利用隧道内边界和地表处的孔压边界条件以及渗透流量连续条件,采用复变函数保角变换法求得稳态渗流时浅埋隧道周边土体孔隙水压力、总水头和渗流量的解析解表达式。分析了衬砌、注浆层和土体三者相对渗透性的变化对地下水渗流场分布的影响。定义了衬砌渗漏评价指数,根据该指数将衬砌划分为不同级别的渗漏边界,并由此作为依据来判断隧道的实际渗漏状态。(2)基于弹性力学Airy应力函数法,在第一部分稳态渗流场理论分析的基础上,推导了考虑衬砌渗漏水影响的隧道周边土体应力和位移场的计算公式,并进一步分析了地下水的渗流作用对土体中应力场和位移场大小和分布的影响。编制了MATLAB计算程序,计算分析得到了不同的局部渗流工况下围岩应力和位移的分布规律。(3)基于Davis非线性固结理论,引入了衬砌局部渗透边界条件,以本文第一部分和第二部分中对土体渗流场和应力场的计算结果作为初始边界条件,推导出了考虑土体渗透性和压缩性随时间非线性变化的地层长期固结沉降解析解。在控制方程的求解中采用逐步搜索法和时间离散法,设计了一种适用于非线性固结计算的分步迭代算法,通过MATLAB编程实现了计算过程。通过将理论预测值和实测值进行比较,验证了计算公式的可靠性,此外分析了衬砌不同的渗漏工况对隧道周边土体平均固结度、超孔隙水压力消散时间、地层沉降速率、地表沉降曲线等的影响规律。