隧道是埋置于地层中的工程建筑物,在赋存环境、力学作用机理等方面与地面结构相比存在显著差别。隧道四周都与围岩紧密接触,隧道结构所承受的荷载主要来自于隧道开挖所引起的周围围岩变形或松动而产生的围岩压力,同时隧道结构在荷载作用下发生的变形又受到围岩的约束。隧道与围岩之间存在着许多细观裂缝和杂质等破坏两者接触面的微结构。因此,本文利用粘弹性界面模型,并结合具体的分析方法,合理的体现了隧道与围岩之间的力学行为,研究了隧道结构在外荷载作用下的动态响应。主要内容如下:通过结合波函数展开法和保角变换法,给出了在反平面剪切波作用下具有弹性界面的直墙式隧道周围的的位移和应力的解析解。弹性界面由弹簧模型模拟。通过数值分析,得出了弹性界面对隧道在不同频率弹性波入射下的动态响应的影响。当低频波入射时,隧道顶部和底部有明显的应力集中现象;当中频波入射时,在弹性波入射一侧应选用刚度系数小的材料,而在背向弹性波入射一侧应选用刚度系数大的材料。当高频波入射时,应提高弹性波入射一侧衬砌的刚度系数。通过建立一个依赖时间的粘弹性模型和结合使用复变函数法、保角变换法、波函数展开法,研究了隧道在外载荷作用下的动态响应,得到了具有粘弹性界面的隧道在外荷载作用下产生的位移和应力的解析解。通过数值分析,详细分析了刚度系数、粘性系数对隧道的动态响应的影响。当低频波入射时,动应力随着粘性系数的增大而降低。随着刚度系数的增大,粘性系数对隧道动态响应的影响会随之减小。当高频波入射时,最大应力会发生在靠近顶部和底板的位置且粘弹性界面对隧道动态响应的影响相对于低频波入射时明显减小。通过结合Biot的动力学理论和粘弹性界面模型,准确预测了饱和多孔介质中的直墙式隧道周围的动应力分布。通过引入刚度系数和粘性系数来考虑界面的粘弹性;给出了一些数值解以分析界面特性对隧道在外载荷作用下的动态响应的影响。在低频波入射时,隧道顶部和底板附近的动应力随着界面粘度系数的减小而增加,界面粘性系数对隧道的影响将随着饱和多孔介质刚度的减小而增大。当高频波入射时,随着界面刚度系数的增加隧道周围的动应力有所降低。粘弹性界面对隧道动态响应的影响随着入射波频率的增加而降低。