近年来,浅埋隧道大量涌现在实际工程中,尤其是地铁的大力建设。我国一直饱受地震的影响,众多隧道震害表明:浅埋隧道抗震反应显著,在软岩处易失稳破坏。对此,本文依托已运营的成都地铁十号线簇锦站区间配线隧道,通过模型试验、数字图像相关技术及数值模拟等方法对地铁浅埋隧道抗震性能进行了研究,充分发挥数字图像相关技术在试验中的无干扰性和量测数据量大面广等非接触量测优势,主要研究内容和成果如下:(1)振动台模型试验实测数据表明,地层结构沿衬砌轴线竖向布设的加速度传感器实测值随靠近地表而逐渐放大。拱顶水平预埋加速度量测数据验证了刚性边界配柔性内衬模型箱的可行可靠性。因衬砌所形成的孔洞易形成应力集中,造成衬砌周边围岩仰拱和拱顶水平向动土压力数值远大于远离衬砌处基底和地表土压力数值,其中衬砌结构仰拱处土压力值最大,约55KPa;(2)静态下新建对既有建筑试验模型沉降研究表明,左右相邻荷载同时作用下,百分表测读数据与数字照相量测位移场较吻合,且变形数值均在地基规范沉降允许值之内;动态下浅埋隧道抗震模型试验照相量测研究表明,对比振动台台面输入位移和照相量测位移场,结果表现一致。分析同一测点加速度传感器采集读数与图像处理计算数值,两者较为吻合。位移场和加速度场对比分析结果表明,数字照相量测技术能成功应用在浅埋隧道抗震研究中;(3)数值模拟表明,浅埋隧道衬砌结构的初始应力会受地震影响。地震荷载作用下,围岩产生了较大的变形。竖直方向上,围岩水平位移相对值受地震波峰值加速度大小和所在高程影响,其数值随地震波加速度峰值增加和靠近地表而增大;将原有隧道7.7m埋深增加到12.7m埋深后,数值计算结果显示围岩加速度响应减弱,而围岩的变形和衬砌的内力会增大,但总体分布特征基本一致;(4)不同地震波类型作用下,模型试验和数值计算中浅埋隧道衬砌内力计算结果表明,衬砌拱脚处的轴力和弯矩在抗震动力响应中表现最突出,是隧道抗震设防的关键部位。在进行隧道抗震设计时应对拱脚采取加固措施,以确保隧道抗震稳定。