土压平衡式盾构是盾构施工中应用最广泛的隧道掘进机械,盾构开挖面的稳定直接影响隧道施工质量。目前,控制开挖面稳定的方法主要有管理土舱压力和管理掘土量两种,但是前者控制标准不明确,后者实时性太差不利于控制。有学者提出用管理土压平衡比(EPBR)作为控制开挖面稳定的辅助方法,相比于上述两种方法,该方法具有控制标准明确、所需参数检测容易和实时性强等优点,但该方法对盾构平衡推进状态的影响仅是基于理论和工程数据的分析结果,尚未有EPBR控制相关特性的实验研究。因此,有必要开展对EPBR控制特性的实验研究,为该方法用于辅助管理地层稳定提供实验参考。然而,因受安全性、经济性等因素的限制,实验研究在地下施工现场难以开展。基于以上考虑,本文结合盾构EPBR控制模拟实验系统和盾构EPBR控制仿真模型,对EPBR控制特性进行了研究,主要工作和研究成果如下：(1)设计了EPBR控制结构及转速控制的实现算法,使盾构模拟实验系统适于研究EPBR控制特性。(2)在模拟实验系统上,研究了EPBR控制的抗干扰特性和阶跃响应特性,对EPBR控制维持地层稳定的有效性进行了实验验证；同时研究了盾构EPBR变化量对土压稳定的影响,得出了盾构EPBR调整时应分次逐步调整的结论。(3)在仿真模型上,开展EPBR控制的抗干扰特性和阶跃响应特性仿真实验,通过对比仿真结果与模拟试验结果,验证了该仿真模型用于研究EPBR控制特性的可行性；研究了盾构EPBR恒定时,不同推进速度对系统抗干扰能力及施工参数的影响,给出了推进速度的设定应综合协调系统抗干扰能力与螺旋输送机驱动功率之间平衡的定性结论。