我国正在进行大规模的地铁工程建设，建设的规模和速度均居世界首位。在未来10年，规划新增地铁轨道交通里程达6560公里，投资3万亿元，2020年将初步形成地下立体交通网络。地铁隧道结构的抗震研究已经成为国家重大工程防灾减灾领域的重要课题。　　地铁隧道是超长线状结构，穿越不同的土层或地质单元，其地震反应受地震荷载的空间差动作用影响显著，并表现为三维效应。地下结构的地震反应主要由围岩土体的变形控制。本文利用统一硬化模型描述土体在循环荷载作用下的三维非线性强度、剪胀以及塑性变形的累计特性，采用地震荷载的斜入射输入模拟地震荷载的行波效应，基于二次开发后的大型有限元分析软件，建立了地铁隧道结构与围岩土体系统地震反应有限元模型，分别研究了单线隧道的行波效应，以及水平平行双线隧道和上下正交穿越隧道地震相互作用规律，取得如下创新成果:　　1、SV波斜入射条件下，在与地震波垂直入射时的方向垂直的平面内，入射角在0°至30°之间时，隧道结构的地震反应受地震荷载的入射角影响较小;在质点振动方向平面内，隧道结构的地震反应受地震荷载的入射角影响显著，并随着入射角的增大，隧道结构地震反应增强，入射角为30°时的反应与入射角为0°时相比，振动方向的水平位移增大1.0倍，地表最终沉降量增大约2.0-3.0倍，结构最终变形量增大约4.0-5.0倍，结构中的Mises应力增大约2.0-5.0倍。　　2、在SV波竖向垂直入射，质点水平横向振动时，埋深20m的水平平行双线隧道结构，地震反应随着隧道间距的增大而减小，相互作用效应减弱，影响范围约为3倍隧道直径;间距为0.5倍隧道直径时的地震反应与单线隧道相比增大约30％。随着隧道结构刚度的降低，隧道结构的地震反应减弱，两条隧道结构间相互作用效应也减弱。当结构刚度折减至初始刚度的1/3时，地震反应平稳后结构中的残余Mises应力约降低0.5倍。在隧道直径3.0倍埋深的范围内，随着隧道埋深的增大，隧道结构的地震反应逐步增大;埋深3.0倍直径时的隧道结构反应比埋深1.0倍直径时的隧道结构反应提高约一倍。　　3、在SV波竖向垂直入射，质点水平横向振动时，上下正交穿越隧道结构，其地震反应随着隧道间距的增大而减小，相互作用效应减弱，影响范围约为2.0倍隧道直径;且上层隧道结构的地震反应显著地大于下层隧道结构的地震反应。上层隧道拱顶埋深20m，当间距为1.0倍隧道直径时，上层隧道结构与下层隧道结构的地震反应相比，竖向最终位移大约25％，最大拉应力值高约1.0倍。