近年来,随着城市轨道交通以及盾构法施工的高速发展,城市线路网原来越密集,不免出现许多空间上的盾构交叠隧道,由于交叠区段围岩相对薄弱,因此随着列车长期运行,列车振动荷载容易在隧道交叠处出现应力集中,会造成隧道交叠段的结构出现损伤,对列车的安全运营造成极大的安全隐患。另外,随着地域差异以及隧道围岩等级,列车行驶速度等差异,对隧道交叠处动力响应以及车-隧系统的服役状态也有所影响。因此合理全面的研究交叠盾构隧道动力响应规律及位移损伤特性,对保障列车在隧道长期安全运营有着重要意义。本文结合城市中盾构交叠隧道,开展了列车振动荷载作用下交叠盾构隧道衬砌结构动力响应规律、隧道变形以及隧道损伤规律的研究,本文主要研究工作如下:(1)为了真实的模拟列车在交叠盾构隧道中实际运行的状态,以及准确的模拟列车振动荷载,本文采用了空间上具有连续性的的振动荷载施加方式,即将列车振动荷载以竖向激励荷载的形式施加在轨道踏面上,同时对列车荷载定义相应的速度场,该方式可有效的模拟荷载的时空变化。(2)结合动力学与混凝土损伤相关理论,运用有限元软件建立精细化三维隧道模型。为了减小边界发生偏移所带来的误差,采用了一种三维弹簧阻尼系统定义边界条件,具有很好的鲁棒性。采用隧道多断面换向取值方式,保证数据的连续性与准确性。(3)分析了交叠隧道在列车振动荷载下的动力学响应,包括振动加速度,最大主应力。对不同工况下的动力响应对比分析,其中隧道交叠处对动力响应有放大效应,其中振动加速度放大效应在1.0~1.3倍左右,最大主应力放大效应在1.6~1.9倍左右;随着列车运行速度和围岩等级变化有着单调增(减)的趋势,速度效应大于围岩等级效应。(4)分析了交叠隧道在列车振动荷载下的位移变形。对不同工况下交叠隧道位移变形进行对比分析,其中隧道交叠处有着放大效应,放大效应在1.24倍左右;分析隧道全断面拱底竖向位移,其曲线程“抛物线”状,随速度和围岩等级提高,曲率随之增大,速度效应大于围岩等级效应。(5)根据劣化混凝土模型,对交叠隧道损伤规律进行研究。损伤主要出现在隧道底部130°~140°范围内,整体拉致损伤大于压致损伤,交叠断面有放大效应;劣化混凝土工况中出现塑性损伤;损伤随列车速度增大而增大,对于非劣化混凝土工况下交叠断面拱底拉致损伤,行车速度在120km/h时刻的数值分别为40km/h、和80km/h的8.46倍和2.87倍。通过分析研究,得到在不同工况下的车-隧系统中衬砌结构动力响应规律,以及位移变形及损伤规律,为地铁运营过程中出现的关键部位动力响应提供一定的理论支持。