朝上掘进盾构法作为修建竖井的一种新兴方法，已被应用于日本御堂筋综合管廊等多项工程中。设计了几何相似比为1:30的朝上掘进盾构法缩尺模型试验系统，包括落砂控制系统、推进控制系统、数据采集系统和水位控制系统。该试验系统能够详细观测并记录模型箱内地表土层的竖向位移、开挖面的支护力和土压力等参数，从而研究朝上掘进盾构的开挖面失稳过程、失稳模式以及开挖面上方土体在失稳过程中土拱区的形成与变化。此外，基于粒子图像测速（PIV）技术和GeoPIV-RG软件，开挖面失稳过程中可对土体位移场进行定量分析，捕捉土体平面的微观位移和变形，从而更精确地阐述朝上盾构土体的动态响应。利用模型试验系统开展了开挖面失稳过程中开挖面荷载位移变化规律、破坏区竖向土压力变化规律、地表位移变化规律和观测面土体内部位移变化规律的预试验研究。分析结果表明: 开挖面荷载变化大致可分为三个阶段，快速增长阶段、缓慢增长阶段和下降阶段；地表位移整体表现出先小幅沉降，随后加速隆起的趋势。

朝上掘进盾构法;开挖面稳定性;模型试验;地表变形;支护力