随着城市轨道交通路网的不断发展完善，各轨道线路间相互交叉、并行、连接、共建等情况日益增多。以北京市为例，在建和待建的几条地下轨道交通线，大多位于城区，与既有轨道交通线路多处穿插交叠，存在大量下穿既有站（或区间）工程。为了有效地控制既有结构的沉降变形，保证既有线路正常运营，节约成本，合理利用城市地下空间，目前北京开始采用密贴穿越的施工方法，构成了地下密贴立体交叉组合车站结构体，其体量巨大、结构形式复杂，地震作用下的变形受力状态复杂、三维效应明显、上下结构相互作用显著，给地下地铁结构的抗震性能提出新的挑战。然而，目前对地下结构抗震研究不足，地下密贴立体交叉组合结构的地震反应研究较少。因此，针对密贴交叉组合地铁车站结构的抗震性能进行系统的分析研究，揭示其地震响应规律，为建立大型密贴交叉组合结构的抗震设计奠定基础。　　本文以北京地铁公主坟换乘车站为背景，通过振动台试验和数值计算，对密贴交叉组合地铁车站结构的地震响应问题进行了系统研究，同时，还以北京地铁新华大街车站为依托，研究了超大型Y形柱地铁车站结构的地震响应问题。主要研究内容和研究成果如下:　　(1)基于有限差分软件FLAC3D，探究了密贴交叉上下两车站结构的相互作用关系，分析了接触面性质、地震波强度对密贴交叉组合地铁车站结构地震响应规律的影响，提出可通过增强密贴交叉组合结构的整体性以提高其抗震性能;同时，研究了交叉部位与非交叉部位地震响应的差异性。　　(2)设计并开展了大型密贴交叉组合地铁车站结构振动台试验。通过自由场振动台试验，研究了模型土体的动力特性，分析了模型箱的边界效应;通过单体车站振动台试验和密贴交叉组合地铁车站振动台试验，研究了密贴车站-车站交叉组合结构的地震响应及相互影响规律。研究表明，下层结构模型的存在，并未改变地震波在土中的传播规律，但在一定程度上影响了模型土体和结构模型的振动特性;与单体车站结构相比，密贴交叉组合车站结构的加速度峰值和水平位移明显减小，但由于密贴交叉上下两车站结构间的相互作用，两者的应变幅值存在较大差异，尤其是结构模型底部应变幅值放大效应显著。　　(3)在密贴交叉组合地铁车站结构振动台试验的基础上，针对不同净距和不同交叉角度的空间交叉组合地铁车站结构开展了振动台试验。研究表明，随着上下两结构模型狰距的增加，上层结构模型的地震响应大致呈递增趋势，仅结构模型底部的应变幅值减小，变化规律趋于单体车站，下层结构模型的地震响应均有所减小;随着密贴上下两结构模型交叉角度的增加，上下两结构模型的加速度峰值均减小，而水平位移值、结构模型相对水平位移以及应变幅值均有所增大，但变化幅度相对较小。另外，随着上下两结构模型空间位置（净距、交叉角度）的改变，上层结构模型底部测点应变幅值的变化幅度大于上部，下层结构模型顶部测点应变幅值的变化幅度大于下部。　　(4)对密贴交叉组合地铁车站结构振动台试验进行数值拟合分析。对比分析了试验结果和计算结果，拟合了相关参数，在此基础上，设置了多个振动台数值计算工况，研究了净距、交叉角度、多向地震、减震层等因素对上层结构模型地震响应规律的影响。研究表明，振动台试验值与数值计算值吻合度较好，得出了有利于空间交叉组合车站结构抗震性能的最优净距范围和最优交叉角度;发现多向地震作用，尤其是竖向地震的参与对密贴交叉组合车站结构地震响应的影响较大;提出在密贴交叉组合地铁车站结构的接触区域设置减震层，将原来的结构-结构刚性接触体系转变为结构-减震层-结构柔性接触体系，可达到减震的目的。　　(5)设计并开展了超大型Y形柱地铁车站结构振动台试验，研究了单层Y形柱地铁车站结构和双层Y形柱地铁车站结构的地震响应规律。研究表明，在超大型地铁车站结构中，Y形柱结构的地震响应规律与普通中柱结构存在较大差异;同时，当结构模型中部存在中板时，结构模型在地震荷载作用下的应变分布规律发生较大改变，使得单层Y形柱结构模型的应变幅值与双层Y形柱结构模型的应变幅值相差很大，其中Y形柱结构尤为突出。