对地下管线抗震建立抗震设计方法的研究已日益受到国内外重视。然而，由于缺少有针对性的强震资料，研究者对地震荷载作用下管—土地震动力相互作用尚缺乏感性认识，因而极有必要通过振动台模型试验了解地下管线的地震动力反应的特性及其规律。目前，国内外有关地下管线非一致激励动力试验研究还是空白。为了尽可能的真实再现实际地下管线的非一致地震中的动力性态，本文进行了在非一致激励输入下的地下管线—土体系统双振动台动力模型试验。 试验工作分为三部分：空箱基频试验、自由场土体试验、非一致激励管土相互作用动力试验，研究重点为后两部分试验内容。论文对模型试验的设计工作和试验准备细节做了全面介绍。 自由场模型试验研究主要包括模型土体的加速度反应规律、水平位移反应、各层土体剪应力发展变化等规律的研究，验证了所设计层状剪切箱的适用性，探讨了模型土体在地震动输入下的非线性发展规律，为后续埋地管土试验建立了良好的基础。 非一致激励管土相互作用动力试验包括无接头钢管—土体振动台试验和有接头水泥管—土体振动台试验。在无接头管体试验中，主要研究了两种不同方向输入对管体地震反应的区别，并进行了机理上的探讨。对比了非一致激励与一致激励输入对管体反应差异。研究了管土动力性能的差异，探讨了土体非线性对管体应变增长方式的影响以及管土接触面的非线性变化过程。在有接头管体试验中，对两种不同输入方向的管线接头位移增长的区别进行了深入的分析，分析了影响接口位移大小的主要因素。同时也研究了管体应变与接口位移的相互增长变化关系律。 在上述管土动力试验的基础上，通过大型有限元软件ABAQUS对模型试验进行数值模拟，考虑多种因素影响建立了有效的管土非线性动力相互作用的力学分析模型和计算方法，并将有限元分析结果与试验结果进行了对比。表明建模方法能够对地下管线非一致激励地震反应进行比较准确的模拟。 对现有管线规范方法所用经典弹性地基梁模型进行改进，建立了管体应变的理论简化计算公式。研究表明，考虑土体弹塑性约束性质可以显著改善管土应变分析的预测精度。 最后对全文工作进行了总结，并对今后的研究任务和未来工作进行了展望。