随着我国经济高速发展和城市规模的扩大,城市地下建设逐渐兴起。以往的经验和教训证明了地下结构在强震作用下可能发生严重破坏,而场地特性与之紧密相关。有研究表示,结构处在非均匀的、含软弱夹层的一些比较复杂的环境中更容易发生破坏,也有研究表示刚度较小的场地可以吸收更多能量,减小场地的地震反应。我国含有软弱土的场地分布广泛,但关于软弱夹层对地下结构地震响应的研究还比较少,因此,研究在此类问题对实际工程具有重要意义。本文针对软弱夹层这一特殊地基介质,首先进行了含夹砂层场地的双层三跨地铁车站振动台模型试验,以粘土场地为参考分析了结构和场地在地震中的响应。然后利用有限元软件ABAQUS进行3D建模,模拟还原了振动台试验典型工况,结合试验对比分析互相验证了在含软弱夹层的场地下,土-地铁车站相互作用模型的地震动响应结果,也证明了有限元软件模型的适用性和可操作性。最后利用数值软件模拟了淤泥质粘土、粉质黏土、砂质粘土和细-中砂这几种软弱夹层在地震中的反应,并通过改变夹层厚度和与结构的位置关系,对比分析了场地条件变化对结构产生的影响。主要得到了以下结论和成果:1.振动台试验中随着加载工况幅值的增加,含砂层场地的自振频率大幅减小,场地发生液化现象,土体表面出现沉降,场地刚度减小。孔隙水压力值和土压力随加速度输入幅值的增大而增大,由于双向加载下孔压、土压都大于单向加载,说明竖向地震作用不可容忽视。且振动型的激励对孔隙水压力的响应作用更加明显,说明孔压变化还受地震波频谱特性的影响。2.由试验和模拟结果的加速度时程结果可知,双向输入地震波的加速度峰值大于单向输入情况。软弱夹层对竖向和水平地震作用具有减震的效果,水平影响大于竖向影响,且软弱夹层在不同地震动作用下的减震效果不同。3.场地对地震波具有一定滤波作用,软弱夹层场地下,输入的加速度值越大,对高频段的过滤作用越大,对低频段的放大作用越明显。即场地土层的刚度越小,滤波作用更大,减震效果越好。4.综合文中不同软弱夹层种类对模型在地震动中的加速度峰值及应力大小可知,刚度大小对结果作用不大,而粘聚力较小的淤泥质粘土和细-中砂表现出更强的影响力,表明粘聚力取值是软弱夹层影响结构和场地地震动反应的重要因素。5.当软弱夹层位于结构层位置时,刚度较小的软弱土层直接接触结构侧墙,结构应力应变显著增大,随着层厚的不断增加,下柱出现塑性损伤。当结构位于结构下方时,结构在地震中的反应减弱,出现峰值的时间推迟,结构构件受力情况改变,软夹层厚度较大时,侧墙受力大于下柱,增加了结构的稳定性。