采用探地雷达进行隧道衬砌检测时,需要准确提取衬砌的层位特征(含相应病害信息)。采用空气耦合式探地雷达对隧道衬砌质量进行检测,基于Gpr Max2D和Matlab为平台环境,对衬砌层位特征识别进行研究。主要研究及结论如下:1)对多种实际工况的衬砌形式进行二维正演模拟分析,并对电磁波在多层介质中反射特征进行研究。研究表明,探地雷达反射回波的起始位非零,而电磁波在介质分界层处发生反射的时刻取决于电磁波所传播层面的厚度,当2层介质差别较大或2层介质之间有空气存在时,反射时刻位于波形的最大波峰或波谷所在位置,而与脉冲源的位置和第2层介质的介电常数无关。2)根据隧道衬砌的分层特征,在实际隧道衬砌中,对探地雷达数据和实际干扰因素进行分析处理,对与理论反射时间误差太大的进行修正。研究成果对应隧道衬砌层位及病害性状识别均具有指导和借鉴意义。