地下结构是支持社会活动的重要基础，一旦遭遇地震，将对城市发展和国家政治稳定产生重大影响。我国地处环太平洋地震带，有一半城市位于基本烈度为7度以上的地震区，尤其像北京、天津、西安等重要大城市甚至位于8度的高烈度地震区。因此地下结构抗震研究问题具有重要的理论意义和工程应用价值。地震作用下地下结构的运动是土与结构共同作用、相互影响的结果。本文结合辽宁省博士启动基金资助项目(20041077)，以土-结构相互作用为核心理论，动力有限元方法为分析手段，用大型通用有限元软件ANSYS对地震作用下的隧道结构体系建立了合理的相互作用模型，进行了大量计算，总结了地下结构反应一些规律，可为相关工程的抗震计算和设计提供参考和依据。具体工作和结论如下：(1)采用时程分析方法，对一隧道结构进行了地震响应分析。重点研究了不同人工边界方法不同横向截取范围对地震响应的影响。研究结果表明：无论是粘弹性边界、粘性边界还是固定边界，横向截取范围都要大于5倍的计算域高度，计算结果才比较稳定。对比几种常用的人工边界，粘弹性边界是较好的人工边界。文中还比较分析了在地震荷载作用下隧道衬砌的薄弱部位。(2)在上述理论方法和研究结果基础上，进一步对衬砌材料(混凝土标号、衬砌厚度和衬砌密度变化)和地质条件对隧道结构的地震响应的影响进行了探讨。结果表明：地下结构地震反应主要受围岩的影响，与其自身惯性力和结构刚度的关系并不大。因此单纯靠增强结构强度来提高结构抗震性能，把结构设计成能抵抗周围围岩介质的运动和变形的传统观点并不合理。在地下结构的抗震设计中，可以考虑适当增加结构的柔性和延性，来吸收地震时周围地层介质施加给结构的变形，充分发挥围岩自身承受荷载的能力。围岩级别减小，结构位移和应力响应都明显减小。随着混凝土标号提高，材料弹模增大，结构位移略有增加，结构应力明显增大。衬砌厚度增大，结构的位移变化并不明显，同一时刻结构的内力也随之增大，但结构实际最大应力减小。衬砌密度增大，应力和内力响应明显增大，所以要提高隧道的抗震性能可以选用一些轻质衬砌材料。