近些年来，随着我国经济建设的发展，城市化进程的加快，城市人口、民用和公共建筑的增加，使得地面交通变得十分拥挤，为了更好地解决人们的出行问题，各省各地都在积极发展自己的地下交通网络。盾构隧道作为地下空间利用过程中的重要结构形式，尤其是在城市地下轨道交通建设中起到的重要作用，使其在设计过程中，不仅要考虑满足基本的使用功能，还要求其在遇到地震等灾害时，不发生危急人生命安全的破坏。本文以天津地铁三号线隧道衬砌与周围土体为研究对象，运用ANSYS软件建立了三维有限元模型，计算并分析了典型断面衬砌结构的地震响应规律，并对比研究了不同管片厚度、不同衬砌刚度及不同埋深工况对隧道结构的地震响应影响，最后对三种抗震优化措施（改变衬砌刚度、地基加固和设置减震层）进行了计算比较。具体工作及取得成果主要有：1）利用ANSYS有限元分析软件建立了天津地铁三号线结构-土体有限元分析模型。典型断面衬砌结构在竖向地震荷载作用下的抗震薄弱部位在拱顶附近，故=而拱顶应作为重点抗震设防部位。2）通过比较隧道衬砌结构在不同管片厚度、不同混凝土强度及不同隧道埋深工况下的地震响应规律，得出结论，改变衬砌结构刚度对结构抗震性能有一定影响，但并不建议单纯采用提高混凝土强度的方法来改善结构抗震性能，在满足其它设计要求的情况下，适当减小管片厚度有益于衬砌结构抗震性能的提高。隧道埋深不同对结构的地震响应影响显著。3）对改变衬砌刚度、地基加固及设置减震层三种可供地铁隧道采用的抗震措施进行了研究，分析了不同措施降低结构地震反应的效果，经比较可得，地基加固和设置减震层的抗震效果比改变衬砌刚度效果好。地基加固区厚度为5m，弹性模量提高为原来2倍时，抗震效果最好。减震层弹性模量小于围岩弹性模量且远小于衬砌结构弹性模量时，可显著减小结构在地震作用下的内力。