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隧道洞口段是指隧道洞口暗挖进洞一定长度段，是隧道唯一暴露的部分。隧道洞口段位于洞口仰坡之中，一般较隧道洞身段围岩条件差，且覆盖层较薄。地震作用在隧道洞口段易产生放大效应，并引起围岩大变形，该区域的抗震需要同时考虑边坡稳定与强烈震动两方面因素。在近些年的强烈地震中，山岭隧道洞口段是仅次于跨断层段的震害严重区段，是隧道抗震的薄弱环节以及重点区域，在保证结构稳定与交通通畅方面却起着至关重要的作用，有必要对其进行系统深入的分析和研究。 本文在国家自然科学基金重点项目“长大隧道地震响应机理与抗震"的资助下，通过理论分析、振动台模型试验、数值模拟，对山岭隧道洞口段的动力响应进行了分析和研究，完成了以下工作: 1、应用波动理论，将山岭隧道洞口段简化为单面边坡模型，推导了垂直入射SH、SV波作用下，山岭隧道洞口段简化模型的理论计算公式，并通过参数分析，探索了隧道结构的应变及位移响应规律，以此指导隧道洞口段振动台模型试验，理解洞口段结构响应机理。 2、对不同的洞口仰坡坡度、加载方向以及设置减震层三种工况展开山岭隧道洞口段振动台模型试验，通过振动台试验结果来验证理论模型和三维数值模型的合理性。 3、基于不同加载方向，对山岭隧道洞口段进行三维数值模拟研究，得到洞口段结构应力响应规律，并分析洞口仰坡坡率、坡高、围岩等级和地震烈度四因素对应力沿轴向变化规律、范围的影响，最后总结出洞口段隧道结构分析模型和抗震设防长度。 融合理论研究、振动台模型试验与数值模拟结果，可得到以下结论: 1、在垂直入射SH波作用下，洞口段隧道结构横向响应主要受到平行横截面传播的SH波影响，横截面以水平剪切变形为主，在两侧拱肩与拱脚处产生拉应力峰值，易造成衬砌结构两侧拱肩位置的纵向裂缝;而纵向响应主要受到沿轴向传播的SH波影响，轴向以水平剪切变形为主，在洞口附近产生切应力峰值，易造成衬砌结构沿施工缝的错动和环向裂缝。 2、在垂直入射SV波作用下，洞口段隧道结构横向响应主要受到平行横截面传播的P波影响，横截面以竖向拉压变形为主，在拱项、仰拱及两侧拱脚处产生拉应力峰值，易造成衬砌结构的纵向裂缝;而纵向响应主要受到沿轴向传播的P波和SV波影响，分别引起结构的轴向拉伸与竖向剪切变形，在洞口附近产生拉应力和切应力峰值，易造成衬砌结构沿施工缝的脱开和错动。 3、坡率对洞口段隧道结构应力沿轴向变化范围影响显著，并随着洞口仰坡坡率的增加而减小。最终确定的洞口段抗震设防长度为180m。 4、随着洞口仰坡坡率和坡高的增加，洞口段隧道结构横向应力响应增大，而纵向应力响应减小。随着洞口段围岩等级和地震烈度的增加，洞口段隧道结构应力响应明显增大。