随着地下空间的开发利用的快速发展，地下工程的抗震性能越来越受到关注。保证地铁隧道工程在地震时的功能正常，深具现实意义。目前，地铁隧道抗震设计还是比较薄弱，一方面，当前对于地铁隧道结构的地震响应与致灾机理的认识还不够明晰；另一方面，尚缺乏适用于设计实践的简化分析和计算方法。因此，研究高烈度地震区地铁隧道地震动力响应及减震措施具有现实意义。本文概述地下结构抗震的发展概况和地下结构抗震计算理论的发展，总结目前国内外各种地下结构抗震研究方法和计算理论。通过室内土动力学试验，分析广州地铁四号线南延段建设场地土的动强度、土的剪切模量和阻尼比，为非线性动力有限元计算提供计算参数。详细介绍地铁隧道结构动力有限元计算理论及本文计算采用的Newmark求解法。利用有限元软件ADINA建立地铁隧道三维有限元模型，进行非线性动力特性，并输入三种不同的地震波。计算结果表明，输入不同的地震波的地铁隧道结构地震动力响应明显不同。在进行地铁隧道结构的抗震设计中，应适当增加隧道结构的柔性和延性，可以增加地铁隧道结构的抗震性能。