我国城市轨道交通结构建设已经进入高潮,但是由于轨道交通结构的功能性限制以及城市活动断层普查工作的滞后性,使得越来越多的盾构区间隧道不能有效避开或者远离地震断层,这样盾构区间隧道就会受到强震的影响。地铁在城市交通领域扮演着生命线工程的角色,每天都运送大量乘客穿梭在城市当中,如果出现因地震停运情况,将不可避免的造成严重的社会负面影响。此外,地铁盾构区间隧道造价昂贵,且一但发生破坏,除了破坏隐蔽和修复困难外将带来更为严重的直接和间接损失。因此,确保盾构区间隧道抗震安全性有着重要的经济和社会意义。本文通过盾构区间隧道管片环相似模型试验,研究了直径变形率抗震性能指标的限值。主要研究内容如下:(1)对盾构区间隧道的震害记录进行归纳总结,得出了盾构区间隧道震害的主要类型及其震害的特点;对工程结构的抗震性能指标体系及性能指标的研究现状总结分析,并选取直径变形率作为盾构区间隧道抗震性能指标。(2)盾构隧道管片环结构模型试验试验采用几何相似比1:20和容重相似比1:1为基础相似比,进行盾构隧道管片环相似模型试验,控制各物理力学参数的相似性。根据试验结果,分析了管片环在地震荷载作用下,结构变形、内力和破坏形态受埋深及拼装方式的影响规律。(3)依据试验数据分析了管片结构的埋深、拼装方式的变化对直径变形率的影响。对管片环的内力-加载步、位移-加载步变化曲线进行分析,探明了盾构隧道管片环弹塑性分界点、临界失稳点,并给出了弹塑性分界点、临界失稳对应直径变形率限值建议值。