随着我国路网建设的不断发展,越来越多的隧道将建设在高烈度地震区。我国岩溶地质分布非常广泛以及资源的过度开采等原因,使得地层中出现空洞这种不良地质区域。由于线路线行的限制,很多隧道难免会穿越空洞区域,在地震荷载作用下,这些隧道将很容易遭受破坏而阻断交通,因此临近空洞隧道的地震动力响应特性的研究显得非常重要。本文采用数值模拟手段研究了临近空洞隧道的地震动力响应特性。首先,开展地震动力基础理论的研究,针对无限元边界寻求一种有效的输入方法。其次,采用正交试验的科学手段研究了空洞隧道地震动力响应的敏感性,以及考虑衬砌材料的损伤特性,开展空洞隧道结构非线性损伤演化分析。最后,针对空洞位于隧道右侧的情形对注浆加固这种措施进行了相应研究。通过本文的研究得出以下一些结论：(1)针对ABAQUS软件中的无限元边界,采用波场分离技术后,使用PYTHON脚本在底部和侧部均施加等效节点荷载的方式,可以有效解决外缘波动输入的问题。(2)隧道埋深H、空洞跨度D、空洞高跨比R对隧道衬砌结构弯矩极值和动应力集中系数的敏感性为：当空洞位于隧道侧部时,空洞高跨比R>空洞跨度D>隧道埋深H；当空洞位于隧道上部时,隧道埋深H>空洞跨度D>空洞高跨比R；当空洞位于隧道下部时,空洞跨度D>空洞高跨比R>隧道埋深H。(3)在剪切波作用下,隧道发生剪切变形,使衬砌在共轭45。方向处出现反复的刚度退化现象,在宏观上呈现衬砌裂缝的交替张开和闭合。空洞的存在使得衬砌结构发生偏向空洞的凸起,该部分衬砌出现较大的刚度退化现象,损伤较为严重。从受拉损伤指标、受压损伤指标以及刚度退化指标三方面综合比较,可以得出空洞位置对隧道的影响大小依次为：空洞位于隧道右侧、空洞位于隧道下部、空洞位于隧道上部。(4)针对本文选取的空洞隧道,注浆加固圈的厚度取为2m,注浆材料的弹性模量取为6GPa可以使衬砌结构最大主应力峰值较大的右拱腰和右拱脚的值减小,满足混凝土极限抗拉承载力的要求,起到有效的抗震作用。