随着我国经济水平的高速发展,对于构建四通八达交通网的需求日益提高。交通设施的日新月异,由此而带来了跨越江河的新方式。沉管隧道的出现极大的解决了人民的内心需求,在保护周围环境的基础上,解决了大面积水域的航运问题。我国地大物博,拥有很长的海岸线,水下交通形式的发展,将大范围的缓解全国各地区的交通压力。沉管隧道的出现对于地基要求小,可以适用软弱地基或者河床等埋深比较浅的场地。有时海底隧道会通过高发地震带,而地震对它会产生一定的作用。沉管隧道的重要性决定了其一旦发生破坏,将产生不可估量的损失。因此,对于沉管隧道在地震作用下的动力响应分析非常重要。目前国内对于陆地隧道的研究取得了一定的成果,但对沉管隧道的动力响应分析比较少。为此,本文在前人研究成果的基础,完成如下工作:(1)进行了土-沉管结构动力相互作用的振动台试验,通过实验分析水平地震动下饱和砂土和非饱和砂土两种场地工况,得出沉管结构和周围土层的地震响应规律;同时对竖向地震动下考虑水和不考虑水两种工况进行实验,研究不同地震强度影响下隧道的响应规律。(2)论证阐述了人工边界的可行性,通过采用粘弹性人工边界,利用大型有限元软件ADINA进行数值模拟,同时对比水平地震和竖向地震作用下沉管隧道的动力响应,从而验证了实验的可靠性和数值模拟参数的可行性。再者对沉管结构的各关键点进行了详细研究和探讨,总结出地震对各关键单元的影响规律;以及考虑不同水深对沉管隧道的影响。本文通过实验和数值模拟的方式,得到沉管隧道在地震激励下的一般规律,可为实际工程中的设计和施工提供参考依据。