铁路隧道底部结构是隧道结构的主要组成部分之一,是隧道结构的基础,底部结构能够坚实稳固是保证轨道良好状态的关键条件。与传统现浇式隧道底部结构相比,预制装配式隧道底部结构具有质量保证率高、建设工期短、对环境污染小等优点,具有广阔的应用前景。目前我国尚未有针对预制装配式隧道抗震设计的相关规范,对其抗震设计和分析的系统研究不足。因此,本文在前人相关研究基础上,以郑万高铁罗家山隧道为工程背景,采用数值模拟的手段,对预制装配式底部结构隧道进行研究。本文的主要研究工作如下:(1)建立预制装配式底部结构隧道三维精细化模型,输入横向地震波,探讨了不同衬砌强度、不同围岩级别、不同峰值加速度等因素对隧道地震响应的影响,分析其加速度,位移,最大主应力,特别是预制装配式底部结构最大主应力的分布及变化规律,并根据计算结果给出相关建议,为工程设计和施工提供参考。(2)研究隧道结构在水平横向地震波作用下,在隧道初期支护和二衬之间设置减震层,分析了不同减震层厚度和不同减震层刚度对隧道结构的抗震减震效果影响,提出了在该工程实际条件下建议采用20cm厚,刚度5MPa的减震层。(3)建立预制装配式底部结构隧道接头计算数值模型,求解其不同衬砌强度、不同围岩级别、不同地震烈度,不同减震层厚度与刚度下接头最大切向应力的变化。得出了在未设置减震层时,接头接触面最大切向应力外侧大于内侧,设置减震层后,外侧与内侧应力分布基本相同的规律。(4)对比分析采用底部现浇结构与底部预制结构时,在设置减震层与不设置减震层两种模型下,隧道加速度、位移、最大主应力的变化规律,采用预制装配式底部结构作为隧道基底,可有效提高隧道衬砌整体抗震性能,降低隧道底部应力集中现象,但对填充层材料质量要求较高。