随着社会的发展,地铁等地下结构工程数量越来越多,规模越来越大,已经成为人们赖以生存的重要基础设施。地震中地铁、隧道等地下结构的破坏,使得地下结构的抗震问题也受到越来越广泛的关注。相关的震害调查及理论分析表明,地下结构周围土体在地震中的变形是导致结构破坏的最主要因素,而地下结构与周围土体存在着紧密的土结构相互作用,在地震作用下,土与结构之间的脱开滑移的动力接触作用必然会对结构的地震动反应带来影响,因此在研究地铁车站的地震响应时有必要研究土与结构二者之间的动力接触作用机理和对结构动力响应的影响程度等问题。本文即以地下结构与土体动接触为核心,重点分析地震作用下车站与土体的脱开滑移现象,通过理论分析和数值计算,模拟动力接触作用对结构地震反应的规律,以期能够对地下结构工程抗震实践提供参考。地下结构与土体的动接触作用是一个非常复杂的非线性问题,难以通过理论解析解来解决,因此数值模拟方法成为解决该问题的重要手段之一。本文借助大型商业有限元软件ABAQUS,建立地铁车站二维有限元模型,研究了车站和土体之间的脱开滑移对地铁车站结构地震响应的影响,并进一步研究了地震动强度、土体性质和混凝土材料对土结构之间的脱开滑移及地铁车站结构地震响应的影响规律。论文的主要做了以下工作:(1)总结了国内外土结构动接触作用的研究现状和发展趋势,阐述了土结构动接触作用的基本理论和各种计算模型方法。(2)通过有限元软件ABAQUS建立地铁车站二维有限元模型,研究了地铁车站结构横切面在水平地震作用下考虑土体与结构的脱开滑移动效应对结构地震动反应的影响,并与不考虑脱开滑移效应时结构的地震动反应和变形特征进行对比。结果表明:在水平地震动作用下,结合初始应力作用的效应,顶板、底板面上的滑移量并不均一,且各有其规律特点;脱开则发生于两侧墙体;与不考虑脱开滑移相比较,考虑脱开滑移效应时结构地震反应会使得结构层间位移变小,因此实际工程实际中不考虑脱开滑移效应,结构更安全。(3)通过改变地震动输入大小、土体性质以及混凝土材料,研究了这三种因素对结构与土体的脱开滑移接触效应的影响,以及不同接触条件下对结构在地震动作用下其应力应变和层间位移等方面的地震响应的影响。结果表明,加速度峰值越大,结构脱开滑移现象越明显,结构剪切变形也越大;结构周围土体是沙土时,结构与土体几乎不会发生脱开滑移现象,但周围土体是黏土时,脱开滑移现象较明显,并且沙土时结构的剪切变形也要小于黏土的情况;结构所用混凝土的变化对动接触效应有一定影响,但影响相对较小。