目前已有的隧道抗震计算理论及设计方法，多将隧道简化为平面应变问题，无法考虑衬砌断面型式沿纵向的变化；过去针对隧道地震响应机制的研究也多集中在采用单一工法开挖的纵向均质隧道，并未考虑衬砌结构型式和刚度的变化。本文以采用盾构法和矿山法组合开挖的某地铁区间隧道为研究背景，建立了任意地震动作用下变刚度隧道地震响应的快速分析方法，弥补现有抗震计算方法无法考虑隧道结构刚度变化的不足；然后提出了隧道刚度变化段大比尺振动台模型试验方法，并在模型试验中考虑了不同地震动激励方式，系统分析了隧道变刚度段的地震响应特征。