在隧道施工过程中,盾构刀具常发生严重磨损的情况,需要及时更换,但频繁的开舱检修和停机换刀不仅对操作人员带来很多安全隐患,同时还对施工进度和成本造成影响,因此探究刀具的磨损规律具有重要的工程价值和研究意义。在查阅大量研究盾构刀具磨损问题的文献后,本文以滚刀为研究对象,搭建盾构模型试验台进行试验,研究掘进参数对滚刀磨损量的影响,建立滚刀磨损预测模型,并优化试验掘进参数以减少滚刀磨损和提高掘进效率,主要研究内容如下:（1）分析了国内外学者对于盾构刀具磨损问题的研究现状,确定了本文的技术路线,利用能量守恒理论和经典摩擦磨损理论推导滚刀磨损计算公式,结合施工数据验证了公式的有效性。（2）通过对盾构模型试验的研究,结合本文研究目的,提出盾构刀具磨损试验平台的设计方案。依据相似理论进行参数设计,确定试验台最大推力30000N,刀盘最大转矩1000N·m,用于指导设备和传感器选型。按照机械设计标准进行零部件的结构设计,最终搭建出满足使用要求的试验平台。（3）在试验平台上进行滚刀磨损试验,从破岩和磨损两方面分析试验结果。采用破岩效能的概念用以分析滚刀的破岩效果,分析掘进参数对滚刀磨损的影响规律。根据试验数据建立滚刀磨损预测公式,将单位距离（100mm）的掘进时间定义为掘进效率,以单位距离上最大掘进效率和滚刀最小磨损量为优化目标对掘进参数进行优化。利用遗传优化算法求解,选择优化后的一组掘进参数对滚刀使用寿命进行预测,指导试验滚刀的更换。（4）利用ABAQUS对滚刀进行破岩仿真,研究刀盘转速、贯入度和刀间距对滚刀受力和摩擦功的影响规律。利用离散元软件EDEM对滚刀进行磨损仿真,对比验证了试验结果和离散元模型的正确性。