目前，针对地下隧道横断面的地震反应分析及简化设计方法已发展得较为完善，但对于非一致地震作用下隧道纵向的地震反应研究仍较少，有关理论和方法尚不完善，因而在抗震评估中难以有效判断隧道纵向行波效应对地下结构安全性的影响。针对上述问题，本课题计划通过梳理成层地基非一致地震反应的一维化时域算法和波动输入理论，完善非一致地震反应场地的三维数值模拟技术，据此建立地基-地下隧道系统纵向动力反应数值模型。在此基础上，分别针对由基岩向成层土地基斜入射的P波、SV波、SH波，以及地表附近形成的Rayleigh波条件下隧道纵向地震反应特性进行系统的数值分析，综合讨论产生隧道纵向最不利地震反应的影响因素，对已有隧道结构抗震简化设计方法提出改进建议。结合具体沉管隧道结构进行纵向地震反应非线性精细化数值模拟，研究沉管隧道结构的整体地震反应机理，对其抗震性能做出评价，并对类似沉管隧道工程提供参考。
