随着我国城市轨道交通事业的飞速发展,截止至2017年底,我国已有33个城市运营城市轨道交通达到4712km。其中,地铁线路运营总里程为3884km,占整个轨道交通总里程的82.4%。由于城市建筑环境的复杂性(建筑物密度大、地下管线复杂),为了减小对城市生活的影响,盾构施工是城市地铁建设常用的施工方法。盾构施工过程中对地层变形的影响是由多种因素造成的,包括掘进速度、掌子面推力、注浆压力、刀盘扭矩及土体参数取值等。本文首先设计了多因素条件下的正交试验,通过对FLAC3D数值计算结果进行极差分析,确定注浆压力是盾构施工过程中对地层变形影响最大的因素。然后分析了注浆压力不确定性对盾构开挖后地层变形的影响,并与文献结果进行对比,验证了本文模拟方法的可行性。然后,本文结合现场监测数据,基于遗传算法对数值分析所需要的参数进行反分析,此过程中,借助于神经网络在建立高度非线性模型方面的优势,建立施工参数与地表位移之间的映射模型,基于此替代正分析过程的数值模拟计算过程,以此降低正向数值模拟的运算工作量。最后,基于反分析得到的参数再次开展数值模拟,分析得到的较为准确的盾构施工对邻近受荷桩基的附加响应的影响。得到的主要的研究成果有:(1)通过完成正交试验,基于FLAC3D数值模拟方法,重点分析研究盾构施工过程中注浆压力、顶推力、压缩模量和不排水抗剪强度4种因素的不同施工参数对地层变形的影响。表明注浆压力对地层变形的影响远大于其他因素的影响程度。(2)首先建立“注浆压力-地表沉降”映射模型,然后进行注浆压力反分析计算,构建出完整的“基于位移反分析原理的精确仿真计算法”,从而基于有限点位的监测数据反演出各施工阶段邻近受荷桩基的附加响应值。(3)在盾构隧道的施工过程中,施工参数的不确定性会对邻近受荷桩基的附加响应产生明显影响,其中对桩身附加弯矩的影响最大。