山岭隧道造价昂贵，一旦破坏，维修、重建费用庞大。地震作用下，山岭隧道可能发生较大变形，局部可能发生破坏。山区地质情况复杂，地震作用下地质突变区域的隧道动力响应规律复杂，影响因素众多，因此成为隧道工程的一个难点。本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法，对穿越风化槽山岭隧道地震动力响应进行深入的分析，提出一套隧道动力响应预测方法，并建立仿真模型对这一系列理论方法进行验证。首先，用两种方法简化均质自由场地在地震作用下的受迫振动。在单自由度方法中，将均质自由场简化为一个单自由度的剪切单元；而在无限自由度方法中，将均质自由场划分为无限个土条，将其视为悬臂剪切梁。然后建立振动方程求解两种场地位移的解析解，并建立仿真模型对两者的预测效果进行验证。结果表明单自由度法计算简便，但只在场地较硬的情况下才具有一定精度，而无限自由度法适用于各种均质自由场，且能够较精确地预测场地受迫动力响应。其次，为考虑未风化围岩与风化槽之间的相互作用，建立了未风化围岩-风化槽-未风化围岩“三明治”模型，进一步对穿风化槽场地进行数学建模和求解。以上述无限自由度方法为基础，将风化槽与未风化围岩之间的作用力简化为一系列弹簧，联立两种场地受迫振动的耦合协调方程，并用逆解法给出了解析解。建立响应的三维数值模型以验证该理论解的精确性，结果表明该“三明治”模型能够较准确地预测水平地震作用下穿风化槽场地的位移响应。然后，将前述场地位移响应视为对隧道的激励，将隧道简化为两端固支的有限长梁，基于初等梁理论的平衡条件，建立穿越风化槽隧道的控制方程，并给出解析解。建立相应的数值模型，对本文的理论方法进行评估。结果表明，本文理论方法能够反映穿越风化槽隧道地震响应机理，并具有一定的准确度。最后，为了补充理论模型的不足，建立隧道的三维有限差分实体模型。精细模拟隧道的开挖、支护和应力释放过程，形成初始应力场，再输入地震加速度时程，分析隧道不同截面的内力响应和不同节点的位移响应。并进行细致的参数分析，探究隧道构造和场地条件对隧道动力响应的影响。