1.一种用于研究盾构隧道管片上浮的管片衬砌结构模型，其特征在于，所述管片衬砌结构模型包括多个管片环（1），所述管片环（1）与原型管片环具有一定的几何相似比，且所述管片环（1）与原型管片环之间具有相同视比重；

所述管片环（1）的外径（2）和幅宽（4）是基于所述管片环（1）与原型管片环之间的几何相似比确定的；其中，所述管片环（1）的管片环外径（2）和管片环幅宽（4）是分别按照如下公式确定：r1=R/CL；和

l’=l/CL，

其中，r1和R分别为管片环（1）和原型管片环的外径，l’和l分别为管片环（1）和原型管片环的幅宽，CL为预先设定的管片衬砌结构与原型管片的几何相似比值；

所述管片环（1）的总质量M总’和管片环内径（3）是基于所述管片环（1）与原型管片环之间的相同视比重确定的，其中，所述管片环（1）的总质量M总’和管片环内径（3）是按照如下方式进行确定：2

利用公式ρ=M总/V总=4M总/πRl得到原型管片环的视比重ρ；其中，M总为原型管片环的总质量，V总为原型管片环的总体积；

2

基于所确定的视比重ρ、管片环（1）的外径r1和幅宽l’利用公式M总’=ρ•πr1l’/4得到管片环（4）的总质量M总’；

2 2

根据公式M总’=ρ管片环π(r1‑r2)l’/4得到管片环（1）的密度ρ管片环和管片环内径r2之间的关系；

在所述管片环（1）的内壁上设置增重物（5），所述增重物（5）能够在当所述管片环（1）的密度ρ管片环和内径r2均为已知量时，增加所述管片环（1）的总质量M总’使其模拟具有不同视比重的原型管片环。

2.根据权利要求1所述的用于研究盾构隧道管片上浮的管片衬砌结构模型，其特征在于，当已知所述管片环（1）的材质时，则管片环（1）的密度ρ管片环为已知量，基于所确定的总质

2 2

量M总’和公式M总’=ρ管片环π(r1‑r2)l’/4得到管片环的内径r2。

3.根据权利要求1所述的用于研究盾构隧道管片上浮的管片衬砌结构模型，其特征在2

于，当所述管片环（1）的内径r2为已知量时，基于所确定的总质量M总’和公式M总’=ρ管片环π(r1 ‑2

r2)l’/4得到管片环（1）的密度ρ管片环，并基于所得到的管片环（1）的密度选择相应的管片环材质。

4.根据权利要求1所述的用于研究盾构隧道管片上浮的管片衬砌结构模型，其特征在于，所述增重物（5）为在所述管片环（1）内壁间隔设置的砝码或沙袋。

5.根据权利要求1所述的用于研究盾构隧道管片上浮的管片衬砌结构模型，其特征在于，所述管片衬砌结构模型还包括连接在相邻两个所述管片环（1）之间的柔性连接件（7），所述柔性连接件（7）允许相邻两个管片环（1）在受到不同浮力作用时发生错台。

6.根据权利要求5所述的用于研究盾构隧道管片上浮的管片衬砌结构模型，其特征在于，所述柔性连接件（7）为沿所述管片环（1）的侧面均匀设置的软管结构（8），所述软管结构（8）为采用PVC材质的软管。