盾构姿态改变过程中盾构-土相互作用是复杂的多相耦合问题。针对盾构俯仰角这一关键姿态参数，基于地基反力曲线，通过等效土体弹簧简化了盾构-土相互作用关系，从而建立了盾构-土相互作用模型。通过改进的Terzaghi松动土压力计算方法，解决了盾构-土相互作用初始边界问题。基于以上研究成果，得到了盾构俯仰角理论计算方法，并对垂直基床系数以及上软下硬地层等因素对盾构-土相互作用的影响进行了分析和讨论。结果表明：上软下硬地层不利于盾构姿态的控制，对于盾构姿态控制的要求更高。最后，结合济南地铁R2线盾构隧道工程对俯仰角的实测数据进行了对比分析，结果表明由于千斤顶施加的偏转弯矩无法完全作用于盾构，导致实测值普遍略小于理论值。盾构俯仰角的理论计算方法可为盾构姿态控制提供理论指导。