上覆土地基弹簧系数取值是盾构隧道纵向上浮计算的关键问题之一,该值的选取取决于隧道与土的相互作用特征,但该特征较为复杂且研究缺乏。为研究上浮过程隧道与土的相互作用特征,基于透明土设计了模拟盾构隧道上浮过程的小比尺室内模型试验系统,可得到不同上浮量下的抗浮力,同时结合PIV系统可实现非接触式地观测隧道上浮过程中土体内部连续位移场。通过一模型试验对系统功能进行了详细描述,并基于该组试验分析了抗浮力随上浮量变化规律及隧道周围土体位移场变化规律。研究结果表明:抗浮力随着上浮量增大而增大,但增大速率减小,当上浮量达0.1倍隧道外径时,抗浮力达峰值;隧道周围局部范围土体位移场近似呈现为漩涡状。