现阶段,盾构法施工广泛应用于城市轨道交通、地下综合管廊等城市隧道工程建设中。盾构隧道在受到邻近深基坑开挖、联络通道施工所致水土流失、下穿工程等外部施工作业影响下容易发生过大的纵向不均匀变形,进而导致隧道出现渗漏水、衬砌结构开裂、错台等病害问题,危及隧道的正常运营及结构安全。因此,探究盾构隧道纵向变形破坏机理、在实施纵向结构加固措施后的承载机理具有重要的工程应用需求。本文通过开展多组24环拼装的盾构隧道荷载-结构法模型试验,探究了盾构隧道纵向变形机理及破坏模式,以及纵向加固后盾构隧道的承载性能及破坏特征。然后,通过理论推导将纵向加固效应引入到纵向等效连续化模型。本文主要工作和研究成果总结如下:（1）以广州地区通用地铁盾构隧道为原型,通过合理试验手段充分考虑衬砌结构受力特点、接缝构造特征、地基反力及围岩侧限作用,基于自主设计搭建的盾构隧道模型纵向变形试验平台,实现了缩尺盾构隧道模型的精细化模拟。（2）通过分析盾构隧道模型在加载过程中环缝接头的细部变形规律,探明了盾构隧道的纵向变形模式为“弯曲+错台”的混合模式,并阐明了盾构隧道环缝从拱底螺栓接头局部破坏到环缝丧失纵向抗弯承载力的失效破坏过程,以及环缝接头失效对盾构隧道横向受力变形的影响。辅以5环盾构管片剪切试验明确环缝剪切刚度的情况下,验证了铁木辛柯梁理论应用于盾构隧道纵向变形分析中的合理性。（3）根据所开展的盾构隧道纵向槽钢加固模型试验结果,纵向加固对盾构隧道模型环缝张开及错台变形的控制效果较为显著,环缝破坏荷载为非加固错缝、通缝隧道模型的1.74倍和2.04倍,隧道整体纵向刚度为非加固错缝隧道的2.02～2.18倍。同时,揭示了纵向加固盾构隧道在环缝发生剪切错断脆性破坏并因此致使管片横截面失稳破坏的纵横向连续破坏机理。（4）将建立的考虑纵向槽钢加固的盾构隧道纵向等效连续化模型与试验结果进行对比,证明了所推导公式的合理性,并进一步参数化分析了槽钢加固位置及轴向刚度对加固效果的影响。