本发明是一种膨胀土地区泥水平衡盾构隧道掌子面膨胀力试验装置，包括主体框架、盾构机模拟装置、测量系统和浆液循环系统，主体框架包括模型箱、活动板和液压千斤顶；盾构机模拟装置包括圆形加压柱和液压拉杆；测量系统包括土压力计、孔隙水压力计和数据采集仪；浆液循环系统包括浆液池、泥浆泵、压力表、软管。液压千斤顶向试验膨胀土施加轴向荷载，圆形加压柱模拟盾构机，循环浆液向试验掌子面施加泥水压力，利用数据采集仪采集并记录试验膨胀土各测量点土压力和孔隙水压力数据。本发明能够精确测量泥水平衡盾构隧道掌子面膨胀力及膨胀范围，弥补已有方法不足，能够为工程地质、隧道工程等相关领域提供泥水平衡盾构隧道膨胀土膨胀性能参数。