密封舱土压是盾构掘进过程中一个非常重要的控制参数,压力失衡将导致地表坍塌等严重的工程事故。但现在的施工多是人工控制操作,控制精度较低。因此,实现盾构掘进过程的自动控制是当前自动化领域研究的热点问题。目前对土压平衡盾构系统的研究多集中在诸如推进系统、排渣系统等一些相对独立的领域里,这些研究都没有考虑其整体特性,且都未考虑刀盘转速的影响,无法反映盾构掘进过程中盾机的整体性能。而在研究方法上多采用神经网络、模糊算法等,并未得出具体的模型形式。再加上盾构施工现场情况复杂,影响土压的因素较多,而且实验研究需要较大的投资,所以,目前大部分土压平衡盾构系统的分析与设计都是依赖工程实践经验。基于此,本文提出一种建立盾构土压模型的方法,结合现场施工数据,对土压平衡盾构施工过程中的特性进行研究,为实际盾构施工工程提供指导与参考。由于建立土压平衡盾构系统的机理模型比较困难。因此,本文在广泛研究国内外盾构理论的基础上,基于盾构掘进过程的机理分析,初步确定土压值与刀盘转速、总推力、螺旋输送机转速及推进速度有关。进一步,利用主元分析方法来估计土压值与这些因素的相关性强弱,得出结论:推进速度、螺旋输送机转速、刀盘转速及总推力为土压值的主元。基于此,首先对现场采集数据进行数据预处理;其次,利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)方法,结合现场施工数据,选用六种核函数来对土压进行建模分析,并引入均方根误差(RMSE)和绝对平均值百分误差(MAPE)来评价该模型的预测精度,进而确定采用二次多项式核函数建立的土压模型其估计能力较好;最后,通过仿真试验验证了该模型的有效性。并结合MAPE评价标准,比较LS-SVM模型与BP神经网络模型的估计能力,试验表明LS-SVM模型有较好的估计能力和推广能力。