盾构隧道管片设计是盾构隧道结构设计中的关键环节,直接关系到隧道的整体安全与质量。现有设计多采用经验法,管片各项设计参数相对保守,导致受力和变形的安全富余量较大,不仅增加了生产成本,也造成了资源浪费。鉴此,本文结合佛山地铁2号线穿河隧道工程,基于径向基代理模型技术对盾构管片展开设计优化研究,同时给管片的优化提供关键技术支撑,并为管片及同类问题的设计优化提供一个可行性方案,以下为本文主要内容:(1)为提高管片内力数值分析的精度,并为代理模型试验样本点提供真实响应值,首先通过盾构隧道现场试验测试了盾构管片所受土压和轴力值。其次采用壳—弹簧模型对管片进行数值仿真模拟,最后将现场测试和数值计算结果对比,反馈修正壳—弹簧模型的边界设置条件,并确定了后续参数化建模脚本的计算模型。(2)针对数值分析手动建模过程复杂,效率低等缺点,首先通过有限元软件Abaqus脚本接口,设计了基于Python语言的管片壳—弹簧模型参数化内力计算脚本,极大的提高了数值分析的计算效率;其次以此为依托,研究了不同结构参数对管片内力与变形的影响的显著性与差异性。(3)针对目前管片设计优化存在的理念落后、优化目标单一等缺点,引入了代理模型技术,通过选取管片结构参数作为设计变量,管片最大轴力和最大变形量及管片质量为目标进行优化,建立了基于径向基函数RBF的盾构管片多目标优化数学代理模型;其次采用七星瓢虫优化算法SLO对多目标代理模型寻优,得到一组最优结构参数,优化后结果显示:质量相对优化前明显减少了16%,最大变形量较优化前降低了18.5%,最大轴力值较优化前降低了9%。