随着国内铁路、城市地铁、市政等重大基建项目的开展,盾构技术成为研发的热点。盾构刀盘作为盾构机核心部件之一,其工作环境恶劣,受力复杂,根据不同的地质和掘进情况设计刀盘可以有效的提高隧道工程的掘进效率。但目前对刀盘研究重点集中在结构设计方面,缺少对掘进过程刀盘载荷的研究,对盾构推力和刀盘扭矩这两个关键力学参数基本是通过经验或是历史数据确定。因此,研究盾构刀盘载荷和力学特性,建立盾构刀盘力学仿真平台,具有重要的工程应用价值。以盾构施工中刀盘所受推力和扭矩作为对象,从理论上分析影响盾构推力和刀盘扭矩的因素,提炼有效描述刀盘载荷的工程参数,结合盾构云系统实测数据,分析盾构推力和刀盘扭矩与各工程参数的相关性。应用深圳地铁14号线坑梓站～沙田站区间左线掘进数据,基于BP神经网络建立以地层参数、刀盘参数和掘进参数为输入,盾构推力和刀盘扭矩为输出的预测模型,预测刀盘的载荷。根据工程实例的刀盘模型,利用Solid Works二次开发功能对模型进行自动简化,基于ABAQUS软件建立刀盘的有限元模型,完成刀盘的结构静力学和模态分析。结合载荷预测和刀盘力学分析的流程,通过开发盾构刀盘力学仿真平台实现参数预测和力学分析功能的集成。集成的盾构刀盘力学仿真平台可以实现从实测数据导入、力学参数预测、刀盘模型的力学仿真到数据输出的自动化,研究成果一定程度上解决了传统盾构刀盘载荷预测和刀盘分析的问题,提高了刀盘设计的可靠性、安全性和经济性。研究工作也为大型装备仿真设计平台的开发提供了较好的指导和借鉴作用。