水中悬浮隧道是一种新型的跨越水域的通道，锚索连接式水中悬浮隧道以其独特的优点而具有潜在的应用前景。迄今世界上还没有建成一座水中悬浮隧道。人们对其动力响应规律认识还不是很清楚，这成为阻碍它早日实现的关键问题之一。本文针对锚索连接式水中悬浮隧道在波流场中的非线性动力问题进行了深入的研究，建立了数学模型描述了相关的问题，揭示了一些重要现象，提出了水中悬浮隧道非线性动力分析理论和计算方法。本研究主要内容如下：　　 ⑴悬浮隧道的锚索对于隧道的安全具有至关重要的意义，而锚索在流场中发生涡激振动是锚索发生疲劳破坏的重要诱因。本文建立了锚索的运动微分方程，研究了预张力和锚索长度对其自振频率的影响。考虑到悬浮隧道管段的振动引起的外激励对锚索涡激振动的影响，首先研究了锚索的顺流向涡激振动，进一步研究了顺流向和横向两个方向运动的耦合，研究中引入了非线性流体力模型以及锚索的几何非线性作用。最后以尾流振子模型为基础，得到了剪切流中锚索涡激振动的工程分析方法，研究了悬浮隧道重浮比以及剪切流陡度参数对锚索涡激振动的影响。　　 ⑵当锚索长度较短，自振频率较高时，可以把锚索简化为无质量的弹簧，仅考虑其轴向刚度，此时建立了悬浮隧道管段六个自由度运动的非线性动力学方程。重点研究了悬浮隧道管段横荡、垂荡和横摇的动力响应，推导得到了刚度系数的简化计算公式，与模型试验结果的对比表明，该简化模型大大减少了计算工作量并且能够满足工程精度的要求。　　 ⑶若锚索长度较长，自振频率降低，有可能落在波浪频率的范围之内，此时锚索的自振模态被激发，需要考虑锚索与悬浮隧道管段的耦合作用。本文利用Hamilton原理，建立了悬浮隧道管段-锚索耦合运动模型，同时考虑了锚索横向振动与轴向振动的耦合作用。理沦分析表明长细比越大，锚索横向振动与轴向振动的耦合作用愈强。通过数值分析重点研究了作用于锚索上的流体力对结构动力响应的影响，以及不规则波作用下结构的动力特性和动力响应的情况。　　 ⑷编制了三套程序，可分别用于锚索涡激振动、悬浮隧道管段以及锚索-管段耦合动力响应的计算。　　 ⑸基于千岛湖水中悬浮隧道的概念设计，研究了水深对锚索涡激振动以及悬浮隧道动力响应的影响，得到了一些有工程意义的结论。