由于各种各样的原因,后期建设的铁路或隧洞需近距离跨越已建成的隧洞或铁路。列车在行驶过程中会产生一种振动荷载,其对已有或新建隧洞是否有影响以及影响大小成为工程建设关注的一个焦点。目前,针对列车振动荷载对其周边构筑物影响的研究主要集中在城区楼房、古建筑、精密实验场所这类与人们自身感受和利益密切相关或对振动控制较为严格的建筑,鲜有涉及振动荷载对水工隧洞影响的研究。因此,有必要开展列车振动荷载作用下水工隧洞衬砌动力响应大小、规律及其振动影响的研究。论文以夏深铁路正交跨越东江水源工程三颗松隧洞为原型,利用ANSYS软件对单/双/四车道荷载作用下隧洞衬砌动力响应的大小及规律进行了计算与分析。在此基础上,分别讨论了隧洞埋深(20m、10m、5m)和围岩弹模(30GPa、1.5GPa、0.045GPa)对衬砌动力响应的影响。最后,从应力和速度两方面评价了列车振动荷载对隧洞结构安全性的影响。通过本文的研究,取得了以下主要成果:(1)针对过去三维动力响应研究中假设振动荷载沿列车全长均匀分布的不足,本文对此做出了改进,提出了一种可以考虑列车振动荷载空间间隔分布的模拟和施加方法,并利用APDL设计了一套行之有效的列车振动荷载模拟、定位、施加方法。(2)针对单/双/四车道荷载作用下隧洞衬砌动力响应的计算表明:列车振动荷载作用下隧洞衬砌的应力响应主要出现在拱顶和底板,且主要分布在轨道中心两侧各10m范围内;衬砌的应力、位移、速度和加速度时程曲线变化规律基本相同,大致可划分为三个阶段,即:0~2s的震荡增大期、2～5.2s的平稳波动期、5.2s之后的震荡衰减期;各种响应的最大值一般出现在震荡增大期,其中拱顶由于距离地面轨道最近,其各种响应最大。(3)针对隧洞埋深和围岩弹模对衬砌动力响应影响的计算表明:围岩对列车振动荷载具有削减作用,隧洞埋深和围岩弹模越小,围岩的削减作用越小,传递到衬砌上的振动荷载反之越大,衬砌的动力响应及其增大速率也就越大。(4)针对列车振动对隧洞结构安全性影响的分析表明:对于埋深10m左右、围岩弹模低于1.5GPa接近0.045GPa的隧洞,衬砌动应力的最大增幅可达33.59%,隧洞结构的应力受到较大的影响,在列车振动荷载和围岩与衬砌自重的共同作用下衬砌应力可能达到较高的水平。列车振动荷载在隧洞衬砌中引起的动力响应具有一定的规律性。衬砌动力响应的大小随隧洞埋深和围岩弹模的减小而增大,振动荷载对隧洞结构安全性的影响同时受到隧洞埋深和围岩弹模的影响。在工程实践中,建设于低弹模围岩中的隧洞,在列车振动荷载作用下,其结构的安全性问题需要引起重视。