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随着隧道与地下工程技术的快速发展，为适应地下空间的高效利用、优化地下管线埋置等问题，矩形顶管施工技术逐渐被广泛应用，近年来，由于特殊的施工环境与工程建设需要，不可避免的采用并行矩形顶管工程方案。由于并行矩形顶管施工相互影响，以及对地层扰动较为复杂，本文通过模型试验和数值模拟方法，对并行矩形顶管施工地层扰动规律与力学特性进行了分析探讨，主要工作和研究成果如下:
(1)分析了矩形顶管施工引起的地层变形因素，将主要影响因素归为:背土效应、地层损失以及管土摩擦，讨论了造成地层损失的各个影响因素，并给出了部分建议措施。总结了地表沉降的计算方法，探讨了Peck公式、随机介质理论法以及有限元分析法在工程中的应用与研究。
(2)设计了模型试验方案:模型设计、试验土制备、监测方案设计和试验过程。利用模型钢板拼接自制了模型试验箱，根据试验需求，制备了试验土体，并利用土工试验得到了相关参数，布置了各个监测设备，模型试验过程中完成了对地表沉降、地层土压力和管节纵向应变的监测。
(3)利用模型试验监测数据，分析了并行矩形顶管施工地层变形扰动规律与力学特性。地表的竖向变形随顶管的顶进呈现先隆起后沉降的变化规律，顶管轴线上方竖向土压力随顶管的顶进有先增大后减小至稳定的变化趋势，顶管管节应变呈现先增大后减小的变化趋势。后行管的顶进会导致先行管轴线上方地表最大沉降减小。
(4)运用MIDASGTS软件建立了三维有限元数值分析模型，模拟并行矩形顶管动态施工全过程，并与模型试验结果进行了对比分析，从地表沉降、土层压力、管节应变等方面进一步探讨了并行矩形顶管施工扰动变形与力学特性。
(5)数值模拟分析表明，不同顶管尺寸下，两个地表沉降槽均非完全对称。大管先行施工时，对应地表沉降值相对最大，地表最终影响范围也最大。当并行矩形顶管间距减小至0.5B～0.1B(B为大矩形顶管宽度)时，地表沉降槽由两个减少为一个，并行矩形顶管整体尺寸越大，该趋势越明显。当间距增加到2B～3B时，顶管间的相互影响较弱，并逐渐趋于相互独立。
(1)分析了矩形顶管施工引起的地层变形因素，将主要影响因素归为:背土效应、地层损失以及管土摩擦，讨论了造成地层损失的各个影响因素，并给出了部分建议措施。总结了地表沉降的计算方法，探讨了Peck公式、随机介质理论法以及有限元分析法在工程中的应用与研究。
(2)设计了模型试验方案:模型设计、试验土制备、监测方案设计和试验过程。利用模型钢板拼接自制了模型试验箱，根据试验需求，制备了试验土体，并利用土工试验得到了相关参数，布置了各个监测设备，模型试验过程中完成了对地表沉降、地层土压力和管节纵向应变的监测。
(3)利用模型试验监测数据，分析了并行矩形顶管施工地层变形扰动规律与力学特性。地表的竖向变形随顶管的顶进呈现先隆起后沉降的变化规律，顶管轴线上方竖向土压力随顶管的顶进有先增大后减小至稳定的变化趋势，顶管管节应变呈现先增大后减小的变化趋势。后行管的顶进会导致先行管轴线上方地表最大沉降减小。
(4)运用MIDASGTS软件建立了三维有限元数值分析模型，模拟并行矩形顶管动态施工全过程，并与模型试验结果进行了对比分析，从地表沉降、土层压力、管节应变等方面进一步探讨了并行矩形顶管施工扰动变形与力学特性。
(5)数值模拟分析表明，不同顶管尺寸下，两个地表沉降槽均非完全对称。大管先行施工时，对应地表沉降值相对最大，地表最终影响范围也最大。当并行矩形顶管间距减小至0.5B～0.1B(B为大矩形顶管宽度)时，地表沉降槽由两个减少为一个，并行矩形顶管整体尺寸越大，该趋势越明显。当间距增加到2B～3B时，顶管间的相互影响较弱，并逐渐趋于相互独立。