铁路隧道在使用过程中由于自身缺陷及外部作用,结构不可避免会发生劣化,形成渗漏水、开裂、剥落等病害,并随时间推移加剧,给铁路运营带来巨大风险。准确掌握隧道真实状态能够为隧道正常使用和运营安全提供保障。然而,不同部门对隧道状态的关注点也是不一样的,导致所执行的状态评价标准并不完全统一,这势必会造成许多工作的重复性和综合成本的增加。在满足各方评价需求的同时,如何简洁可靠地评价隧道状态,如何制定高适用性的分级标准,如何建立科学的检测制度,是实现隧道全生命周期状态评价需要重点关注的问题。基于此,本文首先调研了隧道典型缺陷及病害的事故转化率,掌握了隧道异常状态对隧道功能及安全的影响;针对典型缺陷或病害进行深入调研和统计分析,了解了其发育特征。其次,针对隧道不同阶段分析了衬砌状态评价的需求,研究了不同影响因素对隧道衬砌的作用机制并建立了隧道全生命周期状态演化模型。进一步的,建立了隧道衬砌状态评价指标体系,明确了各评价指标的影响因子及其确定方法,基于数值模拟或既有研究统计建立了隧道衬砌劣化分级标准。最后,提出了隧道衬砌状态可变模糊评价方法,建立了考虑状态的隧道衬砌可靠度分析模型和基于隧道状态演化规律的不同维修模式下的检修周期计算模型。主要研究成果如下:（1）分析了不同因素对隧道衬砌状态的影响,建立了隧道衬砌状态劣化过程的非线性随机时变系统模型。采用时间模型描述了隧道衬砌状态的劣化过程,引入泊松噪声建立了隧道衬砌状态劣化模型,以描述隧道衬砌状态劣化的随机性和模糊性。（2）通过层次分析法建立了以5个准则层指标和14个方案层指标作为基础的评价指标体系。对不同指标与隧道耐久性、适用性和安全性敏感性和相关性进行了分析,采用定量和定性的原则,确定了采用“健康”、“基本健康”、“中等”、“严重”和“危重”的5级分级标准。对不同层次指标之间的重要程度进行了对比分析,采用模糊层次分析法明确了各评价指标之间的权重关系,并采用乘积标度法确定了不同评价指标之间的权重。（3）采用可变模糊理论可以对不同阶段的隧道衬砌进行针对性评价,通过改变模型参数,可计算不同参数组合的级别特征值并分析其稳定性以确定隧道衬砌最终状态等级。建立了隧道衬砌系统的可靠度逆向描述模型。建立了隧道衬砌状态等级与隧道可靠性之间的关系,通过计算隧道衬砌的可靠度可以了解隧道衬砌状态等级;反之,通过隧道状态等级的评价也可以求取隧道的可靠度。将劣化程度用损失的服役时间进行等效替换,建立了服役时间退回因子的隧道在不同维修状态下的状态演化模型。采用韦布尔模型建立了隧道失效概率模型,并基于维修成本建立了隧道的检修周期模型。