重载铁路由于其运量大、效率高、成本低等特点,在国民经济的发展中发挥着越来越重要的作用。同时,列车轴重的增加必然会使隧道受到的冲击荷载增大,对隧道结构的承载力造成影响。除此之外,我国多地处于地震灾害的多发地段,地震等自然灾害将会对隧道结构造成巨大的破坏,严重影响行车安全。在隧道的施工和运营过程中,难以避免地会产生衬砌裂纹,在大轴重列车和地震荷载的冲击下,裂纹的存在会使衬砌产生应力集中,加剧隧道的病害,所以对带裂纹重载铁路隧道进行静-动力分析是十分有必要的。本文通过有限元数值模拟的方法,对双线行车带裂纹重载铁路隧道进行了分析。首先采用平面应变模型模拟重载铁路隧道,对隧道结构进行了模态分析,得到了隧道的固有频率和振型。在谐响应分析中,对模型加载随频率变化的节点力和加速度载荷,得到了衬砌在频域内的动力响应。采用正弦波叠加的重载铁路列车荷载和美国实测EL-Centro地震波加速度数据作为荷载,分析了两种荷载作用下衬砌、围岩的位移、应力、速度和加速度的变化规律,比较了两种荷载作用下的动力响应的不同。在对带裂纹重载铁路隧道的分析中,建立拱顶、拱肩、拱腰三个关键位置处存在不同长度裂纹的模型,分别计算得到裂纹尖端处列车和地震作用下的应力强度因子。通过混凝土断裂判据量化分析了不同荷载作用下的衬砌的承载安全系数,并与围岩压力作用下的情况做了对比,以此判断最危险工况和衬砌薄弱位置。结果表明,列车荷载对衬砌仰拱和路基影响比较大,地震荷载对衬砌上部影响比较大。当衬砌存在裂纹时,地震荷载作用下的衬砌承载安全系数较低,列车荷载作用下的衬砌承载安全系数较高。