当下盾构技术越发成熟,成为地下隧道、地下管线施作的首选方法。如今我国铁路隧道总长约2万公里,公路隧道近年每年新增里程达1100 km以上,至2030年累计规划城市管廊里程达4443.3公里。盾构隧道的发展呈现三个趋势:直径越来越大、穿越地层复杂、里程数更长,这对隧道从施工到运营期间的安全性能有了更高的要求。1995年日本神户地震、1999年土耳其Duzce地震、2008中国汶川地震都表明,地下结构在地震作用下依旧会出现严重破坏。地震作用下隧道的损伤形式包括剪切破坏、裂损、混凝土剥落、管片开缝漏水渗水等等。为更全面地探明盾构隧道的震裂模式,本文采用数值模拟方法,建立了管环精细化化模型以及局部管片精细化模型,考虑了CDP（Concrete Damage Plastic）本构、扩展有限元法XFEM（Extended Finite Element Method）,结合已有试验进行模型验证。建立自由场模型获取管环外围地震位移时程边界条件。通过对管环及局部管片施加不同方向、强度的地震荷载对盾构隧道在地震作用下的震裂特性进行研究。本文主要内容及研究成果如下:（1）根据已有全环衬砌加载试验以及管片接缝试验,分别建立管环精细化有限元模型、局部管片有限元模型,以进行模型验证,并确定不同材料的最佳参数。（2）建立了自由场土体模型,采用粘弹性边界吸收边界效应,获得管环外围边界地震时程数据。基于反应位移法,提出等代层方法以替代弹簧层。通过对精细化管环模型施加不同方向、强度的地震作用,研究管环的损伤模式以及管片接缝张开量。发现管环损伤主要集中在拱顶、拱底、腰部内侧以及上下45°拱肩。损伤发展及接缝张开量突变时刻与加速度峰值、位移峰值出现时刻高度重合。（3）建立了精细化局部管片模型以及管片接缝模型。采用拟静力法,通过施加设防地震强度下的最大正负弯矩以及不同螺栓预紧力,研究设防烈度地震作用下不同螺栓预紧力对管片的裂损模式的影响,发现螺栓预紧力为360 k N时裂损程度最小。随后,施加极限正负弯矩,探究局部管片模型的最终裂损模式,裂缝位置、裂缝深度以及裂发展规律。