随着地下工程在我国各大、中型城市的推广及建设,地下建筑的抗震安全问题越来越引起人们的关注,我国对于地下结构抗震领域的研究还处于起步阶段,很多的认识和研究还不完善。当结构处于非均匀场地、软土层或含软弱夹层场地等较为复杂的地质环境中,结构更容易发生破坏。目前,针对软弱夹层场地中地下结构的地震反应研究相对较少,但软弱夹层对结构抗震性能的不利影响不可忽略。因此,对此类复杂场地中地铁车站结构的地震动力响应进行研究具有十分重要的意义。本文以某实际地铁工程为背景,基于ABAQUS有限元分析软件,建立了土—车站结构动力相互作用的三维数值模型,利用Python二次开发程序实现了粘弹性边界的自动施加和地震波的有效输入。考虑不同地震加载波形及车站与软弱夹层的相对位置,对典型两层三跨地铁车站结构动力响应进行了研究,探讨了降低软弱夹层震害影响的措施。通过对计算结果的分析和比较发现了一些规律,为类似软土地区的地铁车站抗震设计提供参考。本文的主要研究成果如下:(1)通过对动力有限元分析方法中涉及到的动力平衡方程、阻尼理论、边界条件、地震波输入及材料本构模型选取等关键问题的研究,建立了地铁车站结构模型。(2)选取天津波和Northridge波作为输入地震动,模拟自由场地及有车站场地在不同地震作用下的动力响应,研究了车站结构的存在对周围土体运动状态的影响,分析了不同频谱特性地震波导致结构加速度、位移及内力变化规律的差异。(3)在不考虑地下水作用,假定不发生液化的前提下,考虑车站与软弱夹层不同位置关系,对车站结构关键部位的内力及变形进行分析,重点研究了车站结构相对水平位移及中柱的最大层间位移角和内力的变化情况。结果表明当车站位于软弱夹层上方时结构地震反应最小,当车站中部位于软弱夹层中时结构地震反应最大,结构抗震性能最差。对于典型的框架式地下车站而言,中柱的内力反应最大,为最不利受力构件,设计时应重点考虑。(4)基于以上研究计算结果,通过提高车站结构刚度、改变软弱夹层性质和在车站下方地基打桩等措施,从结构应力和位移两方面研究降低软弱夹层震害影响的效果。结果表明土层分布和土层性质对结构地震动力响应的影响较大,在实际工程中,采用地基中打入短而密的桩或提高车站结构刚度的措施比较有效。