随着城市化进程的加快,盾构隧道在我国需求越来越大。盾构法因其独有的特点,在隧道施工过程中还存在掘进载荷难以确定、围岩特征难以明确、管片施工期上浮频繁等问题。因此,开展盾构隧道掘进载荷特性及管片施工期上浮规律研究十分必要。本文采用多种研究手段,对盾构隧道掘进载荷特性及管片施工期上浮规律进行了系统的研究。主要工作有：1)基于盾构施工过程中盾构与围岩的相互作用规律,研究了盾构正常掘进时千斤顶推力和刀盘扭矩的计算方法,提出了能全面反映地质参数、操作参数、刀盘结构等重要参数影响的总推力和刀盘扭矩计算修正公式,并以深圳地铁二号线东延段某区间施工参数为基础,对其在复杂地质条件下的适用性进行了验证。2)结合深圳地铁二号线东延段某区间隧道盾构掘进实践,对盾构掘进参数与开挖面土体的软硬程度、刀盘刀具与围岩的摩擦效应之间的关系进行了分析。定义推力因子为盾构掘进总推力与贯入度的比值,以此来表征围岩的软硬程度；定义扭矩因子为刀盘扭矩与总推力与刀盘直径的积的比值,用以表征围岩与刀盘的摩擦作用。在此基础上,提出了基于土压平衡盾构掘进参数开挖面土体分类方法。3)根据施工阶段管片的受荷特点,基于荷载结构模型,建立了包含管片与螺栓、盾构机作用、浆液和水土压力作用的管片施工期上浮三维分析模型,并采用ABAQUS软件建立了三维有限元计算模型。对管片施工期上浮变形及其引起的管片环接头变形进行了分析,并探讨了浆液初凝点位置、千斤顶总推力和螺栓预紧力等因素对管片上浮量的影响规律：减小浆液初凝点与盾尾的距离对控制管片上浮最为有效；当千斤顶总推力较小时,可以通过增加千斤顶总推力来进行上浮控制；增加螺栓预紧力对管片上浮量的减小比较有限。4)通过数值模拟对管片上浮引起的环接头变形模式进行了研究,获得了管片不同位置的上浮规律。管片施工期上浮变形可以分为线性发展段、圆弧发展段、变形稳定段,其中线性发展段管片环接头以错台变形为主,圆弧过渡段以张开变形为主。在此基础上,研究了与管片环接头容许错台量和容许张开角相关的管片施工期容许上浮量。并对宁波地铁、深圳地铁两种不同结构形式的管片容许上浮量进行了对比分析,发现管片结构形式对管片施工期容许上浮量影响较大。