螺旋输送机作为土压平衡盾构机渣土输送系统的重要组成部分,具备较强的排渣能力,其螺旋叶片具有较高的强度和抗磨损能力,螺旋叶片结构与输送性能、功率损耗和抗磨损强度联系密切。本文采用离散元法,对不同叶型和匀变螺距的盾构螺旋输送机进行了仿真分析,研究了螺旋体结构对输送性能的影响,以及影响输送性能的主要因素,建立了螺旋输送机的参数优化设计模型,完成了优化设计并验证优化的有效性。论文主要研究内容如下:（1）对土压平衡盾构螺旋输送机输送介质开展承压、力学和运动学分析,分析了其输送原理,从理论层面讨论了螺旋叶片结构和螺距变化对输送性能的影响,为后续输送机的仿真分析提供基础。（2）采用离散元软件EDEM对盾构螺旋输送机输送过程进行仿真,通过对仿真结果的分析,验证了仿真模型的可靠性。分别模拟直线、折线和曲线母线螺旋叶片和匀变螺距下的盾构螺旋输送机的运行过程,得到输送机运行时的性能指标,分析了不同叶型和匀变螺距对输送性能的影响。（3）确定了盾构螺旋输送机的安装倾角、螺距、螺旋轴径和螺旋内径为优化参数,输送机质量流率、螺旋体平均磨损量和功率损耗为优化目标,采用离散元法,结合正交试验获取性能指标数值结果并进行极差计算,分析各参数对指标的影响程度,采用最小二乘法数据拟合建立了螺旋输送机结构参数与性能指标间的数学关系式。（4）分析了优化过程中的约束条件,建立了对土压平衡盾构螺旋输送机的优化模型。利用NSGA-Ⅱ（多目标遗传）算法结合熵权TOPSIS（理想逼近）法对输送机的结构参数进行寻优,并通过仿真验证了优化的有效性,优化之后的盾构螺旋输送机提高了运输能力,减小了螺旋轴的磨损,降低了功率损耗。