随着高新技术和城市化的进展，地下管道在城市基础设施中越来越重要。现有隧道掘进机各自适用于特定的地质条件，掘进机工作机理一般把土体作为阻力源，在有效发挥土体主动作用方面少有涉及。文章借鉴空气、船舶螺旋桨利用其所在介质(气体、液体)提供前进动力的原理，进行了土体为掘进机提供主动作用的模型试验研究。文章以粉质粘土中螺旋驱动自行走掘进机的驱动部件螺旋杆件和土体的相互作用为研究背景，从室内模型试验入手，辅以理论分析，研究了螺旋杆件结构参数对提供拉力的影响。主要内容如下：(1)总结各种隧道掘进机顶进推力理论，参考土壤—机器系统相关理论研究成果和方法，将螺旋杆件结构参数和土体性质作为一个系统研究。(2)根据相似理论推导模型试验相似准则，并重点研究螺旋结构参数的相似准则。(3)设计螺旋杆件结构、模型试验台装置和量测系统，确定试验方案，利用正交试验法安排完成试验。研究得到以下结论：(1)螺旋杆件结构参数对其提供拉力大小的影响主次关系顺序为：牙型角>牙底距>齿高；(2)按照提供拉力最大的情况，得出一组最佳螺旋结构特征参数组合；(3)经数据回归分析，得出拉力与螺旋结构各参数间的回归方程；(4)螺旋杆件旋进过程中的地表变形规律；(5)选择最佳因素水平结构参数组合的螺旋杆件为试验对象，研究土体含水率变化对拉力影响规律。