随着我国地铁建设规模不断扩大，以及大空间地下工程的建设，大型地下空间结构的抗震问题，特别是地震行波输入下大跨度地下空间结构地震反应问题，已经成为工程抗震领域的重要课题。美国、日本等国家都曾经对地铁等地下结构的抗震设计理论进行研究，提出了一些实用的抗震设计方法与抗震设计规范，但我国在这一领域的研究相对滞后。迄今为止，我国还没有独立的地下结构抗震设计规范，原因主要是研究工作开展不够，基础资料积累不足，对地下结构灾害性动力反应和抗震设计方法缺乏系统研究。因此，对地铁等地下结构抗震性能与破坏机理进行系统深入的研究对我国来说是一个现实而又迫切的问题。 本文在查阅大量文献的基础上，以有限元分析为主要手段对阪神地震中大开地铁站进行了抗震研究，主要完成了以下几个方面的工作及得到一些有意义的结论： 1．对土层中地下结构地震反应的分析方法进行了探讨，并对利用大质量法和常规方法所得的土层和结构的地震反应进行比较分析，以验证大质量法的准确性。比较分析的结果表明：大质量的取值应为结构总质量的105～108倍，才能保证结果的正确性；对于本文的结构，大质量法在某些内力的地震反应方面与常规方法之间存在着一定的误差，但是差别有限的。例如，节点1处的地震输入üb(t)和该点加速度反应üm(t)之间的最大瞬时误差为10.3％，此时最大瞬时误差发生在输入地震加速度时程曲线穿越0值的时刻，加速度的绝对值依然很小，并不影响整个地震输入时程。而输入地震加速度峰值误差仅为0.69％，由此造成对结构地震反应的影响是有限的。产生误差最大的为节点9处的剪力反应，最大瞬时相对误差为7.4％(也是发生在时程曲线穿越0值的时刻)，而峰值误差仅为0.49％。这一误差水平，从工程应用角度看是可以接受的。 2．对地震行波输入下地下结构的线性地震反应和非线性地震反应分别进行了计算分析，比较不同地震行波视波速对地下结构地震反应的影响，结果表明地下结构地震反应随着地震行波视波速的不同而变化的规律比较明显，并且线性地震反应和非线性地震反应随着地震行波视波速的变化规律不同，但是总体来看行波输入和一致输入下地下结构的地震反应之间存在着很大的差别，尤其是中柱上下两端节点附近截面处的轴力反应受地震行波视波速的影响特别明显，而大开地铁站中柱的大量破坏也证实了这一点。因此，在对地下结构各部位构件的设计中选取设计内力控制截面应综合考虑地震波一致输入和行波输入下该构件的内力变化规律。 3．通过算例比较了在同一地震输入下的地下结构线性地震反应和非线性地震反应，结果表明两者有很大的差别。因此，在地下结构地震反应分析中，应根据工程场地的实际情况，进行非线性地震反应分析，以获取较为正确的计算结果。