城市化的发展把人类建设重心逐渐向地下转移,地下结构工程正在如火如荼地进行,同时我国地震频发,地下结构良好的抗震性能是不可或缺的。在地震破坏中地下结构的动力响应很大程度上都跟场地土条件相关,国内外对非均质土层地基的研究相对较少,本文着重研究非均质土层——软弱土夹层对地下结构地震响应的影响,设计了两层三跨的地铁车站的振动台试验,并且基于ADINA有限元软件构建了地铁车站的三维模型,分析了软弱土夹层的埋深以及厚度对地铁车站的地震响应造成的影响。具体的工作内容及结论如下:(1)介绍本文选题的实际意义与价值,对该领域目前的研究方法以及研究内容进行了调研,为后续的研究提供具体的理论依据。对动力有限元的相关理论进行总结,包括土体——地下结构体系涉及到的基本要素和计算过程中所依据的模型;同时介绍动力有限元方程的建立过程以及求解的方法,如何通过模态分析确定模型的Rayleigh阻尼;各类人工边界的归纳。(2)针对不均匀土层——含软弱土夹层的工况进行了大型振动台试验。试验中使用饱和的砂土模拟软弱土,建立了两层三跨的地铁车站模型,整个试验包含两种工况条件——全粘土场地条件和含有软土夹层的场地条件。通过对比两种工况下地铁车站的地震响应得到相应的结论:地下结构在全粘土场地中的加速度峰值,比在软弱砂土夹层场地中的加速度峰值要大,砂土夹层可能起到类似减震的作用;两种场地条件对地震波都有滤波作用,但两者的作用不尽相同,含软弱土的场地放大频率要更低,软弱土可能吸收高频波;结构的应变在全粘土场地中的也要大于含软弱土的场地。(3)运用有限元软件ADINA建立起土——地铁车站的三维模型,对整个试验进行三维模拟。试验和模拟结果对比可靠,通过改变场地的条件,得到地下结构在不同工况下地震响应情况,对比可知:软弱土夹层对地下结构的地震响应会起到减弱的作用,与试验结论一致,且这种减弱作用随着夹层土厚度增加而增强,跟夹层土位置也有一定的关系。