隧道衬砌结构沿径向深度存在温度变化差异，使其在冻融循环作用下沿径向发生不同程度的连续渐变劣化。为揭示衬砌结构渐变劣化对寒区隧道承载性能的影响，本文以羊八井2号隧道为工程依托，通过现场气温测试，结合隧道温度场和结构应力数值模拟计算，研究考虑衬砌结构渐变劣化的寒区隧道承载性能演化规律。结果表明：在每年170次的正负气温反复作用下，隧道衬砌表面经历约11次等效室内冻融循环；随着径向深度增加，衬砌经历的冻融循环次数呈指数函数降低，衬砌混凝土抗压强度和弹性模量沿径向深度呈指数函数连续渐变劣化，并主要集中在距衬砌表面35 cm深度范围内；在渐变劣化情况下，拱顶随服役年数增加，偏心距逐渐增大，受压区高度减小，呈大偏心受压，衬砌安全系数下降速率大，承载性能劣化严重，全截面劣化相反，拱顶由大偏心受压逐渐转变为小偏心受压，安全系数下降慢，承载性能劣化较轻；其余位置在两种劣化情况下衬砌承载性能变化基本相同；在隧道衬砌结构长期耐久性设计时，拱顶应考虑混凝土沿径向渐变劣化。

来源平台：地下空间与工程学报