土体开挖诱发的地层变形是岩土与地下工程领域的基本问题，尤其是复杂工程环境下城市地铁隧道开挖引起的地层变形及其对建构筑物的影响评价，已成为岩土工程学科的前沿热点课题。本文针对土质隧道开挖引起的地层变形问题，利用模型试验与数值模拟方法进行了系统研究，取得如下研究成果:　　1)自主研发了一套土质隧道开挖模拟试验装置，主要由试验台架、开挖模拟系统及地层变形量测系统三部分组成。其中，开挖模拟系统通过封闭水囊的分步排水实现，反映隧道开挖引起的隧洞地层损失;地层变形量测系统分为地表量测和地中量测，地表变形由机械式位移计百分表量测，精度为0.01mm，地中变形由非接触式应变位移视频测量系统量测，精度为10μm。　　2)开展了两种土层条件，不同埋深隧道开挖过程的模型试验，系统研究了围岩土体成拱模式与坍塌模式时的地层变形规律，分别给出了隧道中线沉降与沉降槽宽度随地层损失的变化曲线，可用于修正地层变形的Peck公式。　　3)利用土质隧道开挖地层变形的模型试验结果，分析评价了隧道开挖数值仿真模型，对比结果表明，基于土的应力路径本构关系建立的隧道开挖数值仿真模型，可较好地模拟土质隧道开挖模型试验的地层变形规律。利用数值仿真模型模拟了实际隧道的开挖过程，通过与现场监测结果的对比表明，模拟仿真可合理反映实际土质隧道开挖地表沉降与地层沉降规律。　　4)对于土质隧道开挖诱发地层变形规律的模型试验与数值模拟结果均表明:①对于成拱模式，地表中心沉降Smax和地表沉降槽宽度均随地层损失的增大而增大，增大程度不断减小最后趋于稳定;地层分层沉降槽宽度随地层深度的增大而减小，隧道中线沉降则随地层深度的增大而增大。②对于坍塌模式，地表中心沉降Smax随地层损失的增大而增大，地表沉降槽宽度随地层损失变化不明显;地层中线沉降随地层深度的增大而增大，地层分层沉降槽宽度随着地层深度的增大而减小。