随着城市建设的快速发展和地下空间的开发,地下结构的抗震性能愈来愈受到关注。对于这些地下建筑物,目前还没有成熟的抗震设计方法,这使得地下结构抗震研究变得日益紧迫和重要。基于此,本文主要做了如下工作:以国内外具有代表性的隧道工程震害事例,对隧道的震害类型和特点以及震害作用机理进行了分析;利用有限元分析软件ANSYS中瞬态动力学分析方法,建立了围岩—衬砌二维简化模型,讨论了隧道在不同埋深、不同衬砌厚度、不同衬砌混凝土级别和不同围岩条件等情况下的隧道衬砌结构的地震反应,找出了浅埋隧道地震反应的一些基本规律;最后分析了连拱隧道在地震作用下的变形和破坏特征。通过以上研究得出了如下结论:(1)埋深增加时结构在地震作用下的位移反应减小,而应力却在增大,这是因为随着隧道埋深的增加,隧道受到的外力也在增加,同时结构的内力值也相应增大。(2)随着隧道衬砌厚度的增加,衬砌的位移减小,但减小的幅度不明显。衬砌厚度增加时,隧道仰拱的受力增加,所以有仰拱的隧道在确定是否要改变衬砌厚度的时候同时应考虑仰拱在其中所起的重要作用。(3)随着隧道衬砌刚度的增大,隧道衬砌的位移有减小趋势,但幅度非常不明显,而隧道衬砌的应力峰值却在增大,可见单纯依靠提高衬砌刚度来抵御隧道在地震荷载作用下的变形并不理想。(4)随着围岩级别的提高,隧道衬砌的位移和应力均减小,且减小幅度较大,这是因为随着围岩级别的提高,围岩承担了大部分外来荷载,结构和围岩的相互作用减小。(5)水平地震作用下,连拱隧道中隔墙的四个角、边墙脚和拱腰等部位是断面上的薄弱点;左、右洞的仰拱,一个主要承受拉应力,另一个主要承受压应力,所以抗震设计时,要同时保证双连拱隧道仰拱的抗拉、抗压性能。