盾构隧道结构中存在着大量的连接螺栓,这是导致结构柔性特征的重要因素。在地震作用下盾构隧道周围地层的变形会引发结构的运动,同时结构周围地层又约束着结构本身的变形,可以说盾构隧道在地震中的响应具有一定特性。本文第二章、第三章致力于研究盾构隧道结构在纵向地震动力作用下盾构管片的震动特性。首先将土-结构相互作用关系简化为等效刚度的弹簧,接着利用弹簧与管片环的关系建立梁-弹簧计算模型,从而推导出结构在地震作用下的运动方程,并利用中心差分法求解该方程,进而得到每段管片在不同时刻的位移值。最后分析了土-结构的剪切系数、地震纵波速度及结构连接刚度三个因素对隧道盾构管片位移的影响。计算结果表明,随着土-结构之间剪切系数增大,管片最大位移随之增加,结构之间的相对位移减小。而降低结构之间的连接刚度后,土-结构之间的相对位移减小。波的传播速度越小,结构与地层之间相对位移越大,易导致滑移现象出现。本文第四章研究了土-结构的非线性相互作用对隧道抗震的影响。通过分析管片段位移在土-结构非线性相互作用条件下的动力响应特性,来比较其在土-结构线性相互作用情况下位移变化情况,得出结论：在土-结构非线性作用下土体对结构的约束较小,管片与周围地层的相对位移较大,相邻管片段之间的相对位移也会变大,容易造成结构的应力集中。从而表明,当在强地震作用下时,结构与土体的位移变大,土-结构之间的相互作用不再保持线性状态,若继续采用线性刚度的弹簧代替结构与土体接触面之间的作用关系,将会影响计算结果的准确性。根据研究成果,本文第五章提出了一些抗震减震措施,如选取具有较快波速的坚硬地层,或提高土与结构之间的剪切力及设置合理的抗震缝距离,以提高结构的抗震性能。