本文以预测从北京站到北京西站地下直径线运营对北京地铁既有线隧道结构的振动影响为背景,研究列车引起的振动对相邻隧道结构的影响,针对隧道结构敏感的低频振动,进行了实验和数值分析研究。为了寻找到一种合理的方法来预测列车振动对邻近隧道结构的影响,本文利用北京交通大学地下工程轨道实验室开展了足尺实验室振动测试,通过振动实验可以得到隧道结构在受邻近谐振振源影响下的振动特性,并为确定动力有限元数值计算模型及参数提供强有力的实验支持。另外,本文还通过理论分析和实验数据的统计分析,得到了评价北京地层情况下速度振级衰减量和加速度振级衰减量的换算关系。本文采用MIDAS/GTS软件对北京交通大学地下工程轨道实验室建立动力有限元模型,并通过实验室振动实验结果与有限元计算结果的对比分析,验证了本文建立动力有限元数值模型中所采用的建模思想、地层参数的选取及边界条件的处理是合理的,可以用于地下结构振动影响的预测。作为前面研究结论的应用,本文采用了动力数值计算中常用的基于轮轨关系理论所建立的多系车辆—轨道耦合动力学模型,模拟了地铁2号线以及直径线列车的振动荷载。应用经过验证的动力有限元分析方法,预测了直径线运营引起的振动对北京地铁2号线长椿街站主体结构的振动影响。本文的实验研究和动力有限元模型的验证思想为研究列车振动对邻近结构的影响的预测评估提供了重要参考。