无柱大跨地铁车站结构是一种新型地铁结构体系,能够较大程度地改善地铁车站空间通透差、视野开阔性较低等缺点,同时可满足乘客对地铁车站大空间的需求。由于无柱大跨车站跨度较大且没有中柱,故其结构的抗震性能已越来越引起人们的关注。鉴于此,本文以南宁地铁车站5号线金桥客运站为工程背景,对无柱大跨地铁车站进行了多种试验工况下的模型结构模拟地震振动台试验,分析其试验结果。主要研究内容及成果如下:(1)在国内外的研究基础之上,建立了土-地下结构体系的动力方程,对其进行求解;然后对土与地下结构体系中土体与结构的本构关系以及其接触关系进行了论述,确定了地下围岩的截取范围及人工边界的建立与求解。(2)基于相似原理设计并制作了缩尺比例为1/80的无柱大跨地铁车站结构模型,进行了多种工况下的模拟地震振动台试验,结果表明:在相同的地震动幅值作用下,车站结构顶、中、底板加速度峰值随着地震动强度的增加而增大;在Taft波作用下,结构的加速度响应呈现从底板至顶板依次增大的规律;当加速度峰值为0.076g时,人工波作用下结构的加速度响应整体上高于El-Centro波和Taft波;当加速度峰值达到0.11g时,结构在人工波下的加速度响应较其余两种波呈现出减小的趋势,加速度峰值为0.44g时,Taft波对于结构的加速度响应较其余两种波有所降低。(3)以振动台试验为基础,建立了模型结构三维有限元模型,并对其进行数值分析,数值结果表明:有限元模拟分析结果与试验结果吻合较好,其误差在20%以内,两者在结构加速度响应规律上保持一致,验证了有限元建模思路的正确性。(4)以地铁车站现有的实测资料为基础,采用有限元软件ANSYS建立了地铁车站原型结构有限元模型,并对其在水平、竖向和耦合地震作用下的动力响应进行了分析。结果表明:无柱大跨地铁车站在单向地震作用下,结构变截面处和跨中部位均属于薄弱位置,容易发生破坏;在耦合地震作用下,结构应力并不是水平和竖向应力简单的叠加,其应力值为单向地震作用下应力值的数倍左右。表明双向耦合地震作用对结构的影响较大,对结构进行设计时,不能仅单方面的考虑某一方向的地震作用。