1）通过模型试验研究TBM穿越不同底层时掘进参数的变化规律，从而得到在渐变底层中对围岩级别的提前识别和预判；

2）通过模型试验研究在三种不同的地层（软岩、硬岩、常规地层）中最优掘进模式及掘进参数组合。

3）主机架采用高强度结构，尺寸：长(5米-10 米)，宽(4 米-6米)，高(4米-6米),可承受≥1600kN 刀盘推力和刀盘扭矩,试样箱可推出装样,预留滚刀直线破岩装置接口；

4)结构：采用Q355B高强度钢板焊接箱型梁框架，尺寸范围：长5-10米，宽4-6米，高4-6米，内部加肋板提升刚度。

5)承载能力：通过有限元分析验证，在1600kN推力及对应扭矩下，最大应力≤150MPa（安全系数≥2.0）。

6)可移动岩箱：设计模块化岩箱，底部安装直线导轨，由伺服电机驱动丝杠实现±0.5mm定位精度，支持边长2-3米、高度0.5-0.6米岩样快速更换。