土压平衡式盾构施工过程中，掘削面土体移动对地表及周围环境具有重要影响。在软粘性土地层中，地层变形是连续的，采用基于连续介质模型的数值方法即可获得与工程实际吻合较好的结果。而在砂、砂卵石等颗粒个体特征突出的地层中，掘削面土体移动多体现为塌落，其变形是非连续的。本项申请拟从细观层面入手，对砂、砂卵石等地层条件下的土压平衡式盾构掘削面土体移动机理开展研究。首先基于颗粒流方法研究掘削面土体移动的细观行为特征、掘削面塌落空洞发展及延伸的基本规律，确定地层细观参数对掘削面土体移动形态及塌落空洞的影响，获得盾构掘削参数对掘削面土体移动的影响规律；其次采用室内模型试验研究掘削面土体移动与盾构掘削参数的关系；最后综合颗粒流模拟、室内模型试验及现场观测数据，探明松散的干砂地层、砂卵石地层中掘削面土体移动与盾构掘削参数、地表沉降之间的相关关系，为土压平衡式盾构机在该类地层条件下的掘进控制及地表沉降监控提供指导。
