土压平衡(Earth Pressure Balance, EPB)式盾构机是在盾构施工中较为普遍使用的一种隧道掘进专用工程机械。随着盾构法施工在地下隧道工程中的广泛应用,地面沉降问题受到越来越多的关注,而导致地表沉降的直接因素是土仓内的土压失衡。为了解决土仓内的土压失衡问题,本文做了如下工作：利用土压平衡原理,建立了土仓压力增量与盾构机推进速度、螺旋输送机转速的排土控制的盾构土压平衡控制模型。以某地铁盾构机掘进工程为例,数值模拟了盾构机掘进过程中土仓压力的控制过程。结果表明在保持推进速度不变的情况下,通过控制螺旋输送机的转速调整土仓的压力,可控制土仓内土压力在设定的范围内,从而实现土压平衡。土仓压力控制模型中的状态方程包括渣土的变形模量、螺旋输送机的排土效率两个参数需要确定。针对控制模型中的两个参数进行辨识,采用3种辨识算法,即最小二乘法、BFGS算法、遗传算法。论文给出了土压平衡盾构机参数辨识过程的数值仿真分析,为了验证盾构机土仓压力控制模型和模型参数辨识方法的有效性,在盾构机实验平台上进行了模拟实验研究。以实验室模型试验观测的土仓压力与控制模型计算的压力值残差平方和最小作为参数估计问题的目标函数,实验时设定推进速度为常数,通过改变螺旋输送机转速调节土仓压力。通过实验对盾构机参数辨识的3种优化算法进行比较,遗传算法可以得到较准确的辨识参数,BFGS算法次之,最小二乘算法最差。遗传辨识算法能够有效的辨识出该土仓渣土的等效切线变形模量和螺旋输送机的排土效率,遗传算法的辨识结果与实验参数数据趋于一致,为盾构机土仓压力控制提供模型参数。