我国大中型城市为营造舒适环保的出行方式,地铁建设处于高速发展时期,在复杂敏感的城市环境中,大规模地铁建设将不可避免穿越不良地质条件,活动断层便是其中一种。断层的黏滑错动不仅使岩层沿着断层面发生较大的变形,对跨断层的地铁隧道结构也会产生永久的大变形,结构发生巨大的破坏。若活动断层为发震断层,其错动过程还会释放巨大的地震动能量,对近断层区域地铁隧道结构产生二次破坏,研究表明,近断层区域的结构承受地震动的响应有别于远场地震动。研究跨活动断层地铁隧道结构在在黏滑错动下的力学行为以及近断层地震动下的动力响应具有重大的科学价值和实际意义。因此,本文以乌鲁木齐轨道交通4号线为研究对象,在以下方面进行研究:(1)采用资料调研的方法,对现有的断层错动理论研究成果进行了相应的归纳,获得了包括上盘效应、方向性效应、滑冲效应、速度脉冲效应和竖向效应的近断层地震动的特性,为后续的断层错动和震动分析奠定理论基础。(2)建立围岩-断层-隧道互相作用的三维计算分析模型,断层面、衬砌与围岩之间均采用接触模型,初期支护的型钢拱架等效为混凝土作用,二衬考虑整体式和分段式两种形式,二衬钢筋采用整体式模型,考虑锚杆的加固作用,分析斜穿活动断层地铁隧道结构在断层黏滑作用下的变形和受力行为、破坏特征。(3)揭示了活动断层与隧道轴向的相交角度对结构的影响,考虑20°、30°、40°、50°等4种工况下衬砌结构变形和和受力;错动速率反应活动断层活动强度的关键因素,探明了0.1m/s、0.2m/s、0.4m/s、0.5m/s和1m/s这5种错动速率下衬砌结构的变形和和受力特征。(4)探明了跨活动断层地铁隧道结构在近断层地震动下的动力响应,选取4条近断层和普通地震动,分析其频率特性、反应谱和速度时程的差异,在相同峰值加速度下对比分析衬砌结构在地震作用下的动力响应差异,同时揭示了近断层竖向效应对跨活动断层隧道动力响应的影响。