盾构法隧道是现代都市各种生命线工程的重要组成部分,因此其地震安全性的研究具有极其重要的社会、政治和经济意义。随着震害资料的积累和对地下结构抗震性能研究的深入,人们逐渐认识到了用传统的拟静力法进行地下结构地震反应分析具有较大的局限性,而采用合理模型的反应变位法和动力有限元法更为可取。本文用与盾构隧道纵向变形性能相似的梁单元来模拟隧道结构的特性,建立了盾构隧道纵向等效连续化模型,以天津软土地层中的盾构隧道为例,分别采用反应变位法和动力有限元法,考虑地震烈度为7度(PGV=0.15m/s)和8度(PGV=0.30m/s)两种情况下,正弦位移行波分别在0°和45°方向上入射,得到了隧道纵向上的最大拉、压力和弯矩,并计算出了在最大拉(压)力和弯矩共同作用下螺栓、管片的受力、变形和接头螺栓的最大张开量。同时对输入地震动、螺栓强度、管片尺寸和隧道直径等对隧道纵向受力的影响进行讨论,得出了以下结论:1.地震动作用下纵向螺栓搭接处往往成为盾构法隧道破损的薄弱环节,地下隧道结构抗震设计的原则不应该是抵抗周边土体的运动,而应该是将隧道设计成可适应其运动变位的柔性结构。2.盾构法隧道结构的纵向抗震设计建议采用螺栓最大张开量作为设计的控制指标。同时,塑性比指标可较为直观地了解纵向连接截面上螺栓的受力情况。3.采用等效连续化模型进行盾构法隧道纵向受力分析时,在单元等效弯曲刚度计算中计入轴向作用力的影响是十分必要的。4.行波作用时,在正常使用工况下反应变位法仍不失为简便实用的分析方法,但在螺栓进入塑性受力阶段后该法所得螺栓最大张开量就偏小了,此时就不得不借助于非线性动力有限元法进行隧道的纵向抗震分析。5.管片尺寸对隧道纵向抗震设计的影响相对较少,但从有利于接头受力与降低工程造价角度出发,适当降低管片厚度是合理的。而管片环宽的增大虽然给施工带来便利,但考虑到这会导致纵向连接螺栓易于进入塑性受力状态,故环宽的加大宜结合多方面因素慎重考虑。