随着我国经济的高速增长,国家高速公路网和高速铁路网正向西部山区蔓延,针对我国西部地区山地多,海拔高,山脉绵延,交通工程需要频繁建设隧道的现状,TBM施工工法越来越受关注。而我国对TBM控制司机往往凭借自身经验进行隧道掘进,在掘进参数与地质条件不匹配的状况下,很容易出现刀盘损坏、轴承断裂、刀具崩刃等问题,严重的更会导致TBM卡机、涌水甚至机毁人亡等灾害。因此,研究TBM掘进机与岩体之间的互馈机制,建立岩-机相互作用模型非常必要,它不仅能指导TBM司机正确的操作,使TBM安全高效的掘进,还能对有可能发生的危害进行预测,避免出现人员伤亡与工期财产损失,更能为我国TBM智能化发展之路提供有力帮助。本文针对建立岩-机相互作用模型问题,首先进行数据采集,确定实际工程条件下能够适用的传感器与采集方式,通过TBM掘进岩-机相互作用信息实时监测系统,采集TBM刀盘与掌子面相互作用信息(刀盘振动信息),采集TBM护盾与围岩相互作用信息(护盾应力应变信息),为后续的研究建立起数据基础。然后分析了岩-机相互作用模型影响因素,研究掘进参数、岩体参数、TBM设计参数对TBM掘进的影响和相互间的内在关系,确定了本模型的预测参数(刀盘振动加速度)和控制参数(刀盘转速与贯入度)。接着本文对现场掘进试验进行分析,研究实际掘进中参数的变化情况以及各掘进参数对刀盘振动的影响关系;确定了平行于TBM掘进方向的振动幅度最大,其他方向的振动幅度均小于这个方向;发现了刀盘转速能稳定以设定的数值运行,在刀盘转速小时,实际贯入度会在设定值上下波动且波动较大,随着刀盘转速的提高,实际贯入度的波动越来越小,逐渐趋近于设定值;在对刀盘转速归一化后得到了较低转速下贯入度与刀盘振动加速度呈良好的线性关系。将刀盘振动加速度与掘进参数进行线性回归分析后,得到了以刀盘振动加速度为特征值的岩-机相互作用模型。最后对该模型进行检验,其误差在可接受的误差范围内,证明该模型具有较高的可信度和准确性。