地裂缝是一种典型地质灾害,世界范围广泛发育,我国是地裂缝灾害最为严重的国家之一,其中西安地裂缝最典型。西安地裂缝活动对地下空间开发、地面工民建以及桥梁等工程的建设和正常运营构成了严重威胁。本文以西安市高新区云轨示范线工程穿越多条地裂缝为研究背景,基于有限元数值模拟和理论分析方法,开展了地裂缝活动对云轨工程的影响研究,旨在揭示交角、跨长及地裂缝位错量等因素对云轨轨道梁、桥墩和桩基础变形与力学行为的影响规律,确定地裂缝错动作用下桥梁桩基础的变形与受力模式,提出跨越地裂缝带云轨工程的防治措施。主要结论和研究成果如下:(1)基于野外现场调查,查明了高新区云轨工程沿线地裂缝的分布与活动特征,分析了各地裂缝对云轨工程的可能影响及危害程度,确定了地裂缝影响等级。(2)基于有限元数值模拟,开展了正交跨越地裂缝带云轨工程的变形与力学行为的研究,揭示了地裂缝错动作用下地层应力重分布与位移场变化规律,给出了地层竖向应力变化范围与埋深关系的量化拟合公式:f(h)=Ah~3+Bh~2+Ch+D;根据模拟结果分析了云轨轨道梁、桥墩、桩基础在地裂缝上、下盘的位移变形特征。(3)考虑云轨工程与地裂缝带斜交工况(θ=60°和θ=30°),开展了云轨工程斜交跨越地裂缝带的变形与力学行为研究,得到地裂缝错动作用下地层和轨道梁的空间三向运动具有一致性的规律,随着交角减小二者在水平横向和竖向的位移差异最大;根据模拟结果分析了交角θ对桥墩倾斜度、桩基内力、变形特征的影响规律。(4)基于荷载传递法,推导了地裂缝错动作用下桥梁桩基的侧摩阻力、桩身任一截面的轴力及桩基础沉降计算公式,确定了地裂缝场地桩基破坏变形的力学模式。(5)基于二维有限元数值模拟确定了地裂缝对云轨工程的影响范围,即上盘影响区宽度为14m,下盘影响宽度为10m。(6)通过云轨简支梁桥跨地裂缝带不同跨长的数值模拟计算,分析了地裂缝错动作用下不同跨长简支梁桥的轨道梁与桥墩的倾斜变形特征,经过比选确定了云轨简支梁桥的最优跨长即正交时简支梁桥跨长为35m、60°斜交时跨长为35m和30°斜交时跨长为45m。