本发明一种用于土压平衡盾构刀盘结泥饼模拟的试验装置及方法，装置包括台架、盾壳和旋转电机；盾壳为圆筒状，水平的固定于台架上，其一端封堵有加压板，另一端设有刀盘，顶部开设有可开闭仓门；加压板外侧设有水平的千斤顶，刀盘由旋转电机通过驱动主轴驱动旋转，驱动主轴上设有传感器组；试验时土体通过盾壳顶部的可开闭仓门加入，千斤顶通过加压板挤压土体，刀盘上的刀具开始对土体进行掘削，开挖处的渣土通过刀盘开口排出，可以观察出土情况。本发明模型试验装置能够对盾构刀盘的开挖进行真实模拟，开挖过程中可以直观地观察掘进的情况，并能够监测到掘进过程中刀盘的扭矩以及出土情况；对预防和处置刀盘泥饼问题具有参考意义。