随着我国经济、人文、旅游的发展以及城市化进程的加速,国家和人民对出行的交通和运输需求越来越高,因此符合时代发展需要的跨江(海)隧道得到了广泛的应用。许多在建或建成的大型海底隧道工程,如琼州海峡跨海工程、南昌红谷隧道、港珠澳沉管隧道,都处于复杂的水环境中,且我国处于环太平洋地震带上,水下工程受到地震作用的风险大,一旦发生灾害,不仅可能产生重大事故,同时还可能对周围区域的经济带来巨大的损失,因此对其抗震性能的研究必须受到重视。本文对均质海床土中的沉管隧道在地震作用下的响应进行了研究,基于波动理论并考虑了海床土与海水的流固耦合作用,建立了三维有限元模型,分析了隧道接头刚度、出口段纵坡坡度以及海水深度等因素对沉管隧道的动力响应的影响,主要的研究内容如下:(1)介绍本文的研究背景,地下结构的震害以及动力反应分析方法,以及目前沉管隧道的研究成果。(2)基于一维弹性波的波动方程建立了三维粘弹性人工边界,结合限元分析方法,利用自由波场所求得的位移和速度推导了三维地震动垂直入射的人工边界节点等效荷载的计算方法,编制Matlab辅助程序并借助有限元软件ADINA,实现地震波垂直入射的三维数值模拟,数值算例验证了其准确性。(3)利用流体动力方程推导无黏性可压缩流体的动力有限元离散方程,在此基础上推导了在流体与固体交界处边界条件,将其与ADINA相结合。(4)基于沉管隧道三维有限元模型,分析了P波垂直入射作用下,沉管隧道的地震响应,讨论了接头刚度以及纵坡坡度对于隧道地震响应的影响。(5)建立了均质海床土-隧道-海水有限元模型,考虑海床土的多孔性,结合流固耦合理论,分析了海水深度对隧道的地震响应的影响,得出海水深度对于隧道地震响应的影响规律。