顶管法施工引起周围地层变形的内在原因是处于天然静止平衡状态的土体受到了破坏，从而导致其应力状态发生了变化。该部分土体经历了挤压、剪切、扭曲等复杂的应力路径。由于顶管机与管道的前进靠千斤顶的推力，因此只有千斤顶有足够的力量克服前进过程所遇到的各种阻力，管道才能不断往前顶进，同时该阻力又反作用于土。从力学角度看，项管施工过程是三维半无限介质中的一个与半无限界面平行的柱孔，在不断延伸的过程。在柱孔外侧存在着内外两个变形区，内变形区呈塑性变形，外变形区为弹性变形。顶管掘进期间首先微量收缩(建筑空隙)，然后微量扩张(壁后注浆)表现为顶管机对土体的挤压和松动、加载与卸载、孔隙水压上升与下降所引起土性的变异、地表隆起与下沉等。从而使土体产生应力释放、体积、含水量或孔隙水压力的变化，特别是土体结构或组构的破坏和变化。尤其在软粘土中顶进施工时，土体稍经扰动就会使其力学参数发生很大变化，且长期引起固结和次固结沉降。
