当隧道结构穿越断层破碎带且遭受地震动影响的情况下,极易遭受破坏。跨活断层隧道结构在地震动作用下的变形破坏机理一直是地下工程方面研究难点,且对于地下隧道结构的抗减震措施应用有一定的指导意义。本文将跨活断层隧道结构沿隧道纵向视为置于弹性地基梁上的Shear梁,将地震剪切波简化为隧道结构横断面上的简谐外加激励荷载,运用格林函数法,推导了Shear梁的动力响应格林函数,并借此重点研究了正断层错动形式下的隧道结构地震动响应。本文的主要工作和研究成果如下:(1)由梁微元的受力情况推得了梁的平衡微分控制方程,随后通过分离变量和Laplace变换,得到了Shear梁的稳态动力响应格林函数。将所得的Shear梁动力响应格林函数退化为Euler梁的形式,通过计算与既有文献数据对比,验证了所得Shear梁解析解的有效性。随后分析了不同的剪切系数k和外激励频率对Shear梁动力响应的影响规律。(2)将地层弹性系数引入到Shear梁的稳态动力响应格林函数中,求得了包含弹性地基系数的隧道动力响应格林函数,随后引入沃尔泰拉错位理论作为地层的位移响应方程,对跨断层隧道衬砌结构动力响应问题进行了解析解分析。重点对比研究了边界条件、隧道长度、震源深度、断层破碎带长度、围岩弹性抗力系数等因素对隧道衬砌结构动力响应的影响。(3)把基于Shear梁模型所推导的动力响应格林函数结果与数值模拟计算结果进行对比分析,数值模拟以汶川地震都汶高速龙溪隧道跨F8断层错动带为工程依托,通过对比两者隧道衬砌结构沿纵向的剪力、弯矩响应曲线图,来观察两者的变化趋势和极值点分布。两者的剪力、弯矩曲线变化趋势基本符合,由此证明了所推导的Shear梁动力响应格林函数的可行性。