随着国家“一带一路”战略的稳步推进,中国西部地区的基础设施建设也在如火如荼的进行,目前我国在西部黄土地区已新建了大量的铁路、公路工程,极大的推动了当地的经济发展。在西部山区修建高铁时,为确保高铁的高顺直性,将不可避免的修建大量桥梁与隧道工程。但在路线进行纵断面设计时隧道的进洞高程一直以来是一个容易被忽略的问题。隧道以多少倍的坡高进洞能够最大程度的抵御隧道洞口段的地震破坏是一个亟待解决的问题。本文以30°的黄土边坡为研究对象,首先采用Midas GTS/NX有限元软件建立隧道在坡脚、0.3H(坡高)高程和0.6H(坡高)高程进洞时的数值计算模型,完成了隧道静力开挖分析以及地震动力响应分析。同时,依托兰州地震局的振动台完成了典型工况的振动台模型试验。研究结果表明:(1)在静力计算方面:进洞高程的改变对二衬位移数值大小的影响并不明显,在某一进洞高程情况下二衬大主应力数值在不同的隧道监测断面内相差不大。(2)隧道进洞高程的不同对于开挖引起的围岩竖向沉降位移影响较大,坡脚进洞时围岩竖向位移最大,0.6H(坡高)高程进洞时最小;但进洞高程的改变对隧道二衬最大位移数值的影响较小。(3)在动力计算方面:坡面测点的高程是影响坡面位移和坡面加速度数值大小的最关键因素,其总体的变化趋势为高程越高相应的位移和加速度的数值也就越大。但在隧道周围,坡面位移和坡面加速度的增长率会有一定程度的减小,隧道的存在对二者在局部范围内的增长率具有一定的“抑制作用”。(4)二衬位移最大值和大主应力最大值均出现在靠近隧道洞口的监测断面内,在距离隧道洞口 80m左右的范围内具有明显的下降趋势,超过100m以后的范围其数值变化较为稳定。考虑到在距离隧道洞口约80m范围内衬砌结构受力最大,所以建议隧道抗震设防长度可选择为6～7倍隧道洞径。(5)对比动力和静力计算结果得出:地震作用下隧道洞口段产生的二衬最大位移约为7.0～9.0cm之间,大主应力最大值约为4.5～5.8MPa之间,分别是静力状态下二衬最大位移值以及大主应力最大值的11～15倍和3～3.9倍,地震对隧道衬砌结构具有明显的破坏作用。(6)在模型试验方面:模型试验中的坡顶、拱顶和仰拱处加速度计测得的峰值加速度(PGA)均随着加载工况的增加而增大,坡顶加速度计PGA放大系数的突然增大可以作为模型严重破坏的标志之一。(7)模型土体中的动土压力将会在初始土压力的基础上提高最少1倍以上,这将在很大程度上增加隧道结构所受的围岩压力,极有可能造成隧道衬砌的开裂与错台。同时,隧道衬砌的大主应力最大值与切应力最大值均在距离隧道洞口 20cm的范围内达到最大,模型试验同样表明:在地震作用下隧道洞口段衬砌处于受力最不利的位置。