为了研究小角度(30°)斜穿地裂缝的箱型隧道衬砌结构在地裂缝影响下的变形破坏模式和影响规律,从西安地铁工程背景和西安地裂缝地质环境出发,根据相似理论设计了箱型隧道衬砌结构模型试验的相似常数,在此基础上对模型混凝土、模型钢筋、结构围岩参数等进行了设计。该结构模型试验拟对结构钢筋、混凝土进行应变测量,对结构顶底板接触土压力和结构外围土压力、结构内部收敛位移、模型顶表面土体变形等进行量测和观测,通过多台60通道静态应变仪的串联以及10位转换开关的组合,能实现672个测点的自动化量测。借助长安大学地基沉降实验平台,通过自锁式千斤顶的缓慢下降实现地裂缝上盘相对下降的模拟,地裂缝的活动速率和错动量通过工控机控制自锁式千斤顶的运行速率和行程来实现,该试验设计满足试验要求,能实现模型试验目标。