运营隧道缺陷或衬砌劣化直接影响隧道动力性能,会加剧隧道的地震损伤。面对我国山岭隧道缺陷劣化较为突出的工程现实及强震频发的区域性特征,对于带缺陷损伤服役的隧道,将会成为未来隧道震害的高危区,严重危及人民生命财产安全。因此,开展考虑服役性状的运营隧道地震损伤研究,对实现全寿命周期抗震性能评价具有重要意义,已引起学者们的广泛关注。但近年来的相关研究均是采用确定性分析方法并针对特定条件展开,缺少考虑地震动随机性和结构不确定性,从概率角度的定量分析。本文基于增量动力时程分析方法和地震易损性分析理论,开展隧道质量缺陷和衬砌劣化影响下的山岭隧道地震易损性研究。主要研究内容和结论如下:(1)详细阐述了基于IDA的山岭隧道地震易损性分析步骤和地震易损性评估流程。结合易损性理论,提出了基于地震响应全过程搜索最大损伤指数(DI)max的损伤指数DI取值方法,改进了现有损伤指数取值方法的不足。鉴于动力时程结果后处理数据量大的问题,采用Python语言编程,实现了地震响应结果数据的自动提取功能。(2)依托西部山区某典型两车道高速公路隧道,考虑衬砌背后空洞特征、围岩条件和地震波入射方向等影响因素,以及地震动类型、地震强度等不确定因素,建立了一系列隧道地震响应计算模型。开展了考虑隧道-空洞相互作用的大量地震响应时程分析。在此基础上,完成了考虑衬砌空洞缺陷的隧道地震易损性分析。结果表明:空洞尺寸、空洞类型和围岩级别对地震易损性有重要影响。空洞的存在增加了隧道的易损性,而且易损性随空洞尺寸呈非线性增加。空洞位置不同,空洞尺寸对易损性的影响程度也不同。与二次衬砌和初期支护之间的空洞相比,初期支护和围岩之间的空洞对隧道易损性影响更大,不可忽视。围岩越差,隧道易损性越大,空洞对易损性的影响越明显。相同地震动强度下,素混凝土衬砌的易损性较钢筋混凝土衬砌的会成倍增加。相同地震动强度下,横向地震动下的易损性明显大于垂直地震动。但空洞位置不同,隧道易损性对地震动方向的敏感度不同。(3)基于混凝土强度经时模型和钢筋锈蚀参数的统计特征,确定了混凝土及钢筋材料性能的退化规律,建立了衬砌时变承载力方程。结合地震易损性分析方法,提出了考虑衬砌劣化的山岭隧道地震易损性评估流程。建立了考虑混凝土劣化、钢筋腐蚀以及两者共同作用条件下,不同服役年限隧道的地震易损性曲线。结果表明:衬砌的易损性随服役时间的增加呈两阶段非线性增大,服役前期(0～50年)增加缓慢,服役后期(50～100年)增速加快。说明服役时间越长,衬砌劣化对隧道地震易损性的影响越大。在评价既有隧道抗震性能时,需考虑长期材料性能劣化的影响。此外,不同围岩级别下隧道易损性曲线随服役时间的变化规律相似,围岩级别和衬砌劣化均对隧道地震易损性有重要影响,具体表现为衬砌的损伤概率随围岩变差而增大。