作为衡量土力学特性的关键指标,相对密实度也是划分围岩等级的重要指标,其对隧道掘进时地层沉降和应力的影响十分重大。基于北京工业大学自主开发的盾构隧道掘进模型试验平台,通过开展不同相对密实度土层中隧道的掘进试验,系统测量地表和地层中的沉降和隧道周边的应力。试验结果表明:随着相对密实度的增大,地表和地层中沉降槽的形状由高斯函数分布形变为三角形,深度和宽度均越来越小;掘进过程中地表沉降的出现更加滞后;拱顶和拱肩处的应力路径变得越来越陡,使土体出现明显的剪胀,从而导致地层沉降槽的形状发生上述变化。因此,在模拟隧道掘进时,应考虑不同相对密实度土层的剪胀性,才能合理地预测地表的沉降。