当前，采用单一手段尚不能够对隧道结构动力反应进行全面而真实的解释和模拟，通常情况是首先通过原型观测和模型试验来部分地或定性地再现实际现象、解释物理机制、推断变化过程、总结特性规律和分析灾变后果；在此基础上建立合理的、能够反映实际动力相互作用规律的数理分析模型，发展相应的数值分析方法；再通过模型试验和原型观测结果加以验证［47］；然后对不同抗震设计方案进行计算分析，尽可能地再现和模拟结构的实际动力反应，提出隧道衬砌地震作用力计算方法。
当前，在计算隧道衬砌地震作用力方面还存在如下问题：
（1）现有解析方法在对实际情况中的非匀质围岩特别是存在断层或破碎带的地层无法充分考虑，还得不到符合实际地层情况的精确解析解；求解椭圆形（马蹄形）、矩形和曲线形隧道衬砌结构时步骤复杂且存在计算精度问题。
（2）经验（规范）方法［说明：本文中所指的经验（规范）方法特指地震系数法］存在如下问题。
1）荷载—结构法计算模型的适应性问题。当前存在众多计算模型，但均是针对静力计算，对地震波的动力特性考虑不够，需要确定一种能够反映隧道和围岩动力特性的计算模型。
2）地震中隧道上方土体对隧道衬砌的作用方式问题。当前的计算指导性细则中只是给出了作用力的计算公式，没有具体规定作用力的作用方式。
3）对隧道埋深的影响考虑不够。根据现场观测可以发现：深埋、浅埋隧道的震害差别很大，两者地震力的计算方法应该存在较大的差别，当前的经验公式中隧道埋深因素的影响体现得不够。
（3）数值计算方法存在如下问题。(www.xing528.com)
1）地震波的选取与输入问题方面。输入不同的地震波对计算结果的影响很大，我国《建筑抗震设计规范》（GBJ 11—1989）［48］中的规定过于笼统，在实际选择中不好操作。选好地震波后还存在输入问题，即采用加速度时程输入或直接采用位移或应力时程输入，以及采用何种地震波输入角度的问题。
2）人工边界条件设置方面。数值计算中不可能采用过大计算区域，一般采用人工边界，当前已经研究了多种人工边界，如旁轴近似吸收边界、弹性阻尼边界、黏弹性边界和一致边界等，具体计算时还要根据实际计算情况具体选择适合的人工边界条件，在这方面还需进行统一边界方面的研究。
3）地震波动力场的形成方法方面。数值计算模拟是对实际情况的再现，采用不同的数值计算顺序形成的地震波动力场情况和实际情况差别较大，由于岩体的应力场受到形成条件、地质构造和人类活动等多种因素的影响，要想精确地在数值计算中重现地应力场存在一定的困难，还需要进一步探讨。
（4）试验方法存在如下问题：
1）试验方法主要包括普通振动台试验和离心机振动台试验，普通振动台模型试验仅能模拟正常重力条件，模型的应力水平尤其是自重应力水平与原型有一定差距，因此振动台试验结果与实际情况相比可能会有一定差距［49］。
2）离心机振动台试验受离心机数量少的限制，且土工离心机振动台尺寸相对较小，在有些情况下，几何尺寸相似关系并不能满足原型与模型应力水平相同的要求，如何在考虑土—结构动力相互作用效应的振动模型试验中再现复杂地基的影响是振动台模型试验和离心机振动台模型试验共同面对的问题［50］。
针对当前存在的问题，本书主要对经验（规范）方法——地震系数法进行研究，研究地震作用下隧道上方土体的计算高度及其与衬砌的作用方式，探讨隧道衬砌地震力的计算模型，分析深、浅埋隧道在计算方面的区别。
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