随着西安城市规模的快速发展,交通问题日益突出,地下铁道的建设已逐步展开。但由于自然和人为等因素的作用和影响,自70年代后期以来,西安市区地裂缝普遍发育,目前由北向南已发现14条地裂缝带,对西安的城市建设已造成了重大危害和经济损失,而正在修建中的西安地铁无可避免的要穿越这些地裂缝带。在地裂缝带上修建地铁,这在国内外尚属首次。地裂缝对地铁结构究竟是什么样的影响机制,地铁隧道衬砌在地裂缝作用下的破坏变形特征又是什么样的,结构上应该采取什么样的措施才能避免地裂缝对地铁的破坏等,这一系列的重要问题亟待解决。通过地铁盾构隧道穿过地裂缝的大型(1:5)结构模型试验,得出地铁盾构隧道衬砌在地裂缝带影响下的应力应变特征、衬砌周边土体受力情况和沉降特征等,研究西安典型地层埋深20.0m范围内地裂缝活动对盾构隧道衬砌的影响机制,包括衬砌的受力及变形破坏情况、衬砌附近土体的应力和变形情况等,确定盾构隧道衬砌的受力模式,为地铁穿过地裂缝地段采取的结构措施提供科学依据。在模型试验的基础上,用MARC有限元软件建立了地裂缝与地铁隧道的数值模型,通过数值计算,分析衬砌在地裂缝影响下的受力及变形情况、衬砌附近土体的变形情况等,并与模型试验所得结果进行对比,为地铁二号线穿过地裂缝地段采用盾构法施工的地铁结构设计提供科学依据,并对盾构隧道穿越地裂缝的结构措施给出了建议。本文研究工作得到国家自然科学基金重点项目(40534021)的资助。