随着我国黄土隧道的大量建设使用,越来越多在役黄土隧道衬砌结构因农业灌溉、降雨入渗、地下水位变化等围岩浸水情况发生劣化,大大影响了其使用功能与安全性,而目前围岩浸水恶化下衬砌结构性能演化特征尚不清楚,劣化机理尚不明确,相关研究成果较少。本文针对黄土结构性与水敏性特征,借助课题组自主研发的隧道衬砌结构力学性能测试平台,通过模型试验详细研究了黄土围岩浸水恶化后隧道衬砌结构性能演化特征和衬砌结构劣化机理,并且通过将试验成果与已有的相关规范和研究成果相结合,选取合理的评价指标,采用模糊数学及短板效应等理论方法,建立了适用于围岩浸水恶化下黄土公路隧道衬砌结构健康评价体系,取得如下主要成果:1.基于围岩浸水恶化下黄土隧道衬砌破坏模型试验,研究了不同围岩浸水恶化条件下隧道衬砌内力变化规律及分布特征,详细分析了不同浸水工况下衬砌变形特征,探讨了加载过程中,裂缝开裂瞬间衬砌结构整体及各部位的能量变化规律。2.详细研究了衬砌结构性能劣化过程,并分析了不同裂缝类型的分布情况,得到了不同围岩浸水恶化条件下衬砌结构劣化发展规律以及不同裂缝类型的分布规律,并对原因进行了分析。3.引入模糊数学中关于隶属度和隶属函数的概念,构建了安全等级隶属函数,从而改进了目前隧道健康等级评价中常用的分级评定方法,使其评价结果更加合理。4.基于前文得到的不同围岩浸水恶化条件下衬砌结构劣化规律,结合已有隧道结构健康评价方法和评价标准,参考相关行业规范,确定相关分级方法,利用模糊数学中的模糊综合评价法以及短板效应理论,选取适用于围岩浸水恶化条件下黄土隧道衬砌结构的相关评价指标,建立了相应的隧道健康评级体系。5.选取具有代表性的工况,对所建立的健康评价体系进行了验证,评价结果较为满意,验证了该评价体系的准确性和可靠性。