有限元等整体数值方法可以考虑地层条件、施工条件、隧道衬砌等复杂的边界条件，可对施工过程进行不同程度的模拟，并可以取得地表沉降以及地表以下土层的变形，包括竖向和水平变形，因而，数值方法以其特有的灵活性在实践中得到了广泛的应用。
Ito等(1982)考虑了掘进速度、隧道开挖面位置的影响，用三维边界元分析了弹性地基中浅埋隧道施工引起的地表沉降。
Finno等(1985)通过现场测试指出，土压平衡盾构开挖隧道的土体反应具有三维空间效应和时间效应。通过整体有限元模拟计算与实测的对比，他们认为，可采用纵、横两个方向的二维平面有限元模拟土压平衡盾构开挖隧道的过程及地表移动。
Lee和Rowe(1990)针对软黏土地区隧道开挖引起的地面沉降问题建立了应力控制三维弹塑性有限元模型，以模拟隧道开挖时序和引起的土体移动及隧道表面的应力状态。
Rowe和Lee(1992)认为，间隙参数反映了隧道顶的垂直位移和软土隧道施工中的地层损失的大小，它是隧道掘进面处土体三维弹塑性变形、盾构机性能、衬砌的几何形状和施工工艺等因素的函数，正确估算它并利用二维有限元或经验法关系，可以对地层位移规律加以预测。
詹美礼等(1993)运用黏弹塑性双屈服面流变模型，根据有限元分析理论建立了一整套的隧道开挖的分析方法。
曾小清(1995)应用时变力学弹塑性理论，采用半解析数值法对双线盾构隧道施工过程中的地层移动、隧道受力进行了三维时空动态的数值模拟分析。
Mroueh和Shahrour(2003)利用三维有限元模拟了盾构施工修建隧道的过程，研究了隧道施工引起的地表沉降，分析了隧道施工对地表建筑物影响。
于宁和朱合华(2004)基于弹塑性三维有限元采用刚度迁移法(将盾构向前推进看成刚度和载荷的迁移过程)对某软弱地层中盾构隧道施工进行动态模拟，反映盾构推进、正面土舱压力和盾尾注浆对周围土体特别是对地表变形的影响。
张海波等(2005)提出一种能够综合考虑各种因素的盾构施工三维非线性有限元模拟方法，通过对某地铁隧道盾构施工过程的模拟，分析了盾构推进过程中隧道周围土体沉降分布规律。(www.xing528.com)
Thomas和Gunther(2006)采用三维有限元分析了土体特性、注浆材料和覆土厚度等因素对盾构施工所产生的地层位移的影响。
杨超等(2007)采用三维弹塑性有限元模型，模拟隧道开挖的实际施工过程，分析了隧道开挖引起的土体变形。
Dang和Meguid(2008)采用平面有限元法对不排水情况下多层土体中盾构隧道施工引起的地层变形作了分析，并在分析中考虑了弹性加卸载、土体各向异性以及结构土屈服破坏。
孙玉永等(2009)结合上海某盾构隧道施工现场监测结果和三维有限元数值模拟结果，对盾构掘进施工引起周围地层位移场的分布规律进行了研究。并指出，在盾构机前方以及盾构机所处位置，隧道侧向土体以隆起、沿盾构掘进方向向前和向隧道外侧的位移为主；在盾构机后方，侧向土体则发生沉降、向前和向隧道内的三维运动趋势。
以上有限元方法均为基于应力控制有限元方法(FCFEM)，该方法模拟的情况较为符合施工实际过程，由于隧道开挖的实际过程比较复杂，该方法往往难以全面模拟，且该方法无法模拟给定的地层损失比，因而计算所得结果与实际结果往往存在较大误差。为解决这一问题，国内外一些学者采用了位移控制有限元法(DCFEM)，该方法既保留了应力控制有限元的强大功能，又能严格控制地层损失比。
Shahin等(2004)建立了二维有限元模型，通过施加位移边界分析三种不同开挖模式(中截面开挖、带地表荷载的中截面开挖以及全截面开挖)产生的地层变形以及隧道周围的土压力，并与室内试验值进行了对比。
Cheng等(2007)和杨超等(2007)提出了位移控制有限元法(DCFEM)这一概念，并且采用该方法分析了隧道开挖引起的土体位移，并发现计算结果与测试值较为接近。
杜佐龙等(2009)采用基于地层损失比的位移控制有限元法对地铁隧道开挖引起的地层位移和地表沉降进行了分析，文中计算结果与已有文献结果取得了较好的一致性。
有限元法可以克服经验公式法的限制，但是，有限元方法理论复杂，需要使用者在具备坚实的岩土工程理论知识的基础上，具有一定程度的有限元的理论知识储备。同时，有限元计算量大，往往需要耗费大量的计算时间。
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