鉴于地下铁道施工引起的地表沉降及变形将不可避免的影响地表及地下建筑物的正常使用和安全运营,正确预测可能发生的地表沉降及变形,可以选择最佳的施工技术,制定一套完善的措施。本文通过对多种地表沉降及变形预测方法的研究,如理论公式、数值分析、随机介质理论、实测数据分析和模型试验等。通过比较分析后确定以随机介质理论为基础,通过严密的公式推导,并利用换元法使积分在极坐标系下进行,使积分区域便于描述,实现了各种断面形状、多孔隧道及大断面分部开挖隧道引起的地表沉降、倾斜、曲率、水平位移和水平变形预测。此外对不同的施工方法(如降水法、冻结法、挤压盾构法、压气法)引起的地表沉降和变形,也推导出了其相应的计算公式。根据计算公式,应用MATLAB程序编制了相应的计算软件,以解决岩土体开挖引起的地表沉降及变形的计算问题。最后通过大量的工程实例分析,在实测值与预测值比较的基础上,说明该方法效果良好,具有一定的实用价值。