南水北调是从根本上解决我国北方地区水资源严重短缺问题的一项重大战略性措施。穿黄工程是南水北调中线总干渠穿越黄河的关键性工程，工程的主要任务是安全有效地将中线调水从黄河南岸输送到黄河北岸。其输水线路穿越我国地震高烈度区域，其线路许多区段的抗震设防烈度达到8度。而穿黄工程结构上有许多如隧洞、竖井等大型复杂工程结构，因此，工程的抗震安全性非常重要。由于穿黄隧洞整体规模大，且涉及材料、接触等非线性动力问题，计算量庞大，在以往的研究中，多以局部模型或将隧洞材料均质化等大量简化的单洞模型作为研究对象，难以真实反映隧洞的非连续变形，也难以反映不同地域地质条件对整体隧洞地震动力响应的影响。本文以穿黄隧洞整体结构为研究对象，根据土-结构动力相互作用的基本理论，基于并行计算程序和高性能计算机，较为完善的考虑了人工边界、动接触等难点问题，采用中心差分法，对穿黄隧洞整体模型进行抗震数值模拟分析。本文的主要内容包括：（1）通过ANSYS程序建立了结构的三维实体有限元模型，运用本课题组编制的并行计算软件，同时考虑材料非线性和接触非线性，采用中心差分显式算法对整体模型进行动力时程分析。（2）通过建立整体三维有限元模型和局部三维有限元模型，计算比较不同边界、不同人工边界修正参数对计算结果的影响。（3）通过分析比较在不同受力型式、不同地震荷载组合、不同的工程阶段下整体模型的动力响应，找出结构在地震作用的下薄弱环节。计算结果表明：第一：粘弹性人工边界修正参数的选取在一定的范围内，对计算结果影响不大，在对重大关键工程进行抗震分析时建议采用整体模型进行数值模拟，以消除人为切断边界带来的误差；第二：内外衬联合受力型式模型中，由于引水管道和盾构片作为整体联合受力，盾构片和围土之间的相对错动和扭转均较小，而独立受力型式下盾构片与围土的扭转量要大于联合受力工况的计算结果；第三，无论对于联合受力型式，还是独立受力型式，竖直向地震的输入对顺河向位移的影响不大；荷载主要是引起顺河向水平向剪切位移。