针对乌尉高速公路天山胜利隧道衬砌施工中出现的脱空、厚度不足和不密实等质量问题，采用基于时域有限差分(FDTD)的模拟方法，对隧道衬砌中常见的缺陷进行正演模拟，正演结果与实测数据反射剖面的地球物理特征一致性吻合较好。其次，本研究对于典型缺陷或标志物与之对应的地质雷达电磁波反射特征进行了总结和归纳，结果表明，隧道衬砌典型缺陷或标志物地质雷达电磁波，具有振幅突变、电磁波同相轴畸变、波形极性反转等特征，这些特征对于现场检测人员快速判读、解译采集的雷达数据有重要参考作用，也对目标地质体和隧道衬砌缺陷快速准确识别有较大帮助，有助于提高一线作业人员的检测效率，确保隧道整体稳定性及安全运营。