空间资源的紧张使各式各样的地下结构纷纷出现,地下结构在各个行业中都得到了广泛的应用。伴随我国水电能源的开发利用,大型水电工程在我国西南地区全面开工,越来越多的世界级大工程出现在我们面前,大型的地下结构也就越来越多。随之而来的地下结构的安全性问题也越来越突出。地下工程数量日渐增多,这些工程遭受地震动破坏的概率也就逐渐增大。地下工程一般情况下都是交通运输,水利发电等项目中相对较为关键的部位,一旦其中一个破坏就会导致整个交通系统的瘫痪和危及整个水电站的安全。这些工程的耗资巨大而且重要性极高,这就使我们对于地下结构提出了更高的安全要求。数值模拟是地下结构抗震研究的常用方法,但是随着我们对于结构安全性要求的提高,对模拟结果的精度要求也越来越高,以往通过加密网格来提高精度的办法已经无法满足当前的工程需要。如何准确模拟地下结构在地震荷载作用下的受力状况和安全性成为亟待解决的问题。一种高效精确的地下结构数值模拟方法亟待提出。多尺度分析在多个领域都的取得了应用成果,解决了大量复杂现象的模拟问题,在对复杂问题数值模拟方面体现出了巨大的优势,这也给地下结构的研究带来了新的气息。本文采用多尺度分析的思想,对岩体及地下结构的多尺度模拟进行初探。针对节理岩体和多尺度算法进行了初步研究,主要进行了以下工作：(1)针对节理裂隙岩体力学参数的尺度效应进行研究,探讨岩体特性随尺度的变化规律,以连通率为例给出了岩体参数的多尺度模拟还原方法；(2)由于岩体的节理裂隙在不同尺度之间具有相似性,故考虑结合岩体节理的分布来研究节理裂隙分形的特征。采用了分形盒子维数对蒙特卡洛模拟的节理裂隙体系和天然岩体的数字图像进行了分析。发现采用地质统计加蒙特卡洛方法生成的随机节理网格存在有明显的信息丢失,不宜于用来研究节理岩体的破坏的机理。(3)研究了多尺度分析中不同尺度之间的过渡方法。在abaqus有限元软件中,利用多点约束算法和界面单元方法实现了不同尺度之间的连接,并对两种方法的效果进行了验证,发现两种方法在不同尺度单元过渡上都具有较好的效果。