目前,我国城市地铁建设已步入高速发展时期,许多大、中城市已开建或已准备筹建地铁。大量地铁施工必将面临着各式各样的复杂地质情况,砂卵石地层便是其中之一。砂卵石地层颗粒之间的孔隙大,颗粒之间没有粘聚力,刀盘旋转切削时,地层非常容易坍塌,容易产生较大的围岩扰动。地铁盾构掘进时面临着巨大的困难与挑战。目前,针对砂卵石盾构掘进支护压力的研究较多,而针对砂卵石颗粒流动特性的研究较少,同时缺乏针对盾构机真实掘进过程的模拟。本文以兰州轨道交通1号线为背景,基于离散元数值模拟方法,对砂卵石地层土压平衡盾构施工颗粒流动和地表沉降控制进行了研究。论文主要取得以下成果：(1)首先利用室内大直径(30cm)试样三轴压缩试验获得了砂卵石地层的应力-应变曲线,基于试验结果和EDEM离散元三轴数值试验,标定了离散元数值模拟需要的细观参数。(2)基于Soildworks软件建立了面板式刀盘盾构和辐条式刀盘盾构三维机械模型。(3)将盾构三维机械模型导入离散元软件EDEM中,建立了盾构掘进过程的砂卵石颗粒离散元三维模型,研究了隧道覆土厚度分别为1.5D(D为盾构直径)和1.0D条件下,面板式刀盘盾构和辐条式刀盘盾构掘进对砂卵石地层的扰动规律和地层沉降规律；并与现场监控数据进行对比,验证了数值模拟结果的合理性。