近断层地震动有着区别于远场地震动的显著特征,近断层地震动的这些特征使得近断层区域隧道结构的地震响应更加显著和强烈。本文依据NGA地震数据库,采用统计分析法,划分近断层区域。研究近断层上/下盘效应、滑冲效应、方向性效应、竖向效应地震动作用下隧道结构的动力响应。(1)从震源特性、场地条件和传播介质等三方面考虑地震动的衰减规律。考虑震级、震源深度、断层距、断层类型、场地类别的影响,提出相对数的概念。以最小二乘法作为原理,采用曲线拟合的方法进行分析,选取临界相对数值作为划分近断层区域的标准。按照场地类别、断层类型进行划分,得出了不同场地类别、断层类型条件下,各参数随相对数变化的衰减曲线、曲线拟合公式及临界相对数值。(2)选取实测波和Mavroeidis提出的等效脉冲模型对近断层脉冲型地震动进行人工合成,获得人工合成脉冲型地震动,合成后实测波与拟合波拟合效果良好。通过调整所选取的等效脉冲模型的参数,改变合成近断层脉冲型地震动的脉冲峰数、脉冲周期、脉冲峰值,选择具有不同敏感参数的近断层地震动作为地震荷载输入,以分析近断层脉冲型地震动对隧道结构的响应规律。脉冲峰数不是脉冲型地震动作用下影响隧道结构响应的主要因素,在脉冲型地震动作用下脉冲周期、脉冲速度对隧道结构响应影响较大。破裂方向性效应地震动作用下应变的增长幅度较大,应力峰值影响较小,含有破裂方向性效应地震动对结构应变的影响更加显著。近断层地震动作用下结构的应力峰值和应变峰值受影响较大。隧道结构抗震设计时应区别考虑近断层地震动和远场地震动,着重考虑近断层地震动抗震设计。(3)近断层上盘地震动和下盘地震动作用下结构动力响应具有显著差异,相同断层距近断层上盘地震动作用下结构的响应值大于下盘地震动下结构的响应值。同时考虑两组断层距不同,近断层上下盘地震动作用下结构响应值差异性随断层距的增加而减小。周期大于0.2s后,上盘区域加速度和速度反应谱均值均大于下盘区域,上盘区域速度增长速度大于下盘。断层法向分量地震动和平行分量地震动作用下结构响应值具有显著差异,断层法向分量地震动作用下结构的响应值整体均大于断层平行分量地震动下结构的响应值。加速度反应谱、速度反应谱、位移反应谱中,断层法向分量谱值均大于平行分量。竖向地震动结构响应十分明显,竖向地震动中含有较多高频成分,近断层地震动中竖向分量将对隧道结构的地震动效应产出较多影响,近断层地震动抗震设计中要考虑竖向地震动对隧道的影响。加速度反应谱中,在周期小于0.15s时,竖向加速度大于水平加速度,因此要考虑竖向地震动对隧道结构的影响。