隧道作为地下结构物,受到的荷载主要来自周围土体的压力和约束。目前规范中对隧道所受荷载是以深浅埋为界来划分的。深浅埋的界限是以压力拱理论为依据,认为压力拱以上的土体荷载对隧道不再起作用,隧道的荷载主要来自压力拱以下的土体的压力。在地震中,隧道衬砌受到的四周土体产生的作用力还是主要荷载。但在地震时隧道上方的压力拱是否依然存在?如果存在,压力拱的高度是否发生了变化?震后压力拱的高度与震前是否发生了变化?这些问题还无从所知。这些问题是计算地震作用下隧道上方荷载必须解决的问题。为了更好的研究隧道上方土体与隧道衬砌相互作用的问题,必须先研究清楚上述问题。近些年离散元被广泛应用于岩土大变形和破坏的细观机理研究。离散元能从细观方面观察岩土的受力及破坏情况。因此被广泛用于研究岩土的微观力学行为,以及研究微观参数和宏观参数的关系。但采用离散元模拟实际岩土工程问题时需要大量的颗粒,对于目前的计算机处理水平无疑是一个巨大的挑战。此时离散-连续耦合分析方法应运而生,对岩土的大变形区、破裂区或者需要特别关注的区域采用离散元模拟,而其他区域采用连续单元进行模拟。这样即利用了离散元的优点,又解决了计算时间较长的问题。本文在理论分析的基础上编制了耦合程序,利用耦合程序模拟了隧道在静力和地震作用下的受力情况,分析了压力拱的高度问题。本文主要得到的成果有:①编写了“拟FLAC”程序,可完成静力与动力计算,帮助充分理解FLAC2D的实现过程。②编写了离散-连续耦合程序,为研究岩土工程数值模拟新方法做出贡献。③封装了模型生成、室内压缩实验和巴西劈裂实验的函数,可以更快的生成理想模型和测量模型的宏观力学参数。④从力的传递路径改变方面给出了压力拱形成的原因,真正从微观方面解释了压力拱的形成过程,对于充分理解压力拱及压力拱的范围确定给出参考。⑤研究地震作用时压力拱是否存在问题为以后隧道工程设计提供参考。