近年来地震多发的中西部黄土地区地铁工程建设逐年增多。由于黄土具有柱状节理、弱胶结和震陷的特殊性,增加了黄土地区地铁地下结构的地震灾害。因此,研究黄土地区地铁隧道地震响应规律十分必要,且具有非常重要的学术意义和工程应用价值。本文通过黄土-地铁隧道动力接触摩擦特性试验,系统研究了黄土与结构接触摩擦系数的变化规律,为黄土地区地铁隧道动力相互作用地震反应分析模型参数的取值提供依据;基于轨道-列车体系的动力分析,得到列车荷载时程曲线,采用ABAQUS非线性有限元分析软件建立地震与列车荷载耦合作用下地铁隧道结构地震反应分析模型,研究了不同类型地震动、不同土层覆盖厚度和不同结构埋深等工况下地铁隧道结构的地震响应规律。论文主要研究内容和成果如下:(1)设计黄土-地铁隧道动力接触摩擦特性试验,分别在不同法向压力、不同竖向加速度、不同含水率和不同构造深度等条件下开展室内试验研究,得到各因素对土-结构接触摩擦系数的影响规律,优化了黄土场地与地铁隧道动力相互作用模型中接触摩擦参数的取值方法。(2)将轨道系统简化为弹簧之上的无限长梁,基于赫兹接触理论建立车轮与轨道相互作用过程的动力学方程,并采用西安地铁列车参数和轨道参数进行轨道-列车体系的动力分析,得到列车荷载的时程曲线,建立黄土场地条件下地铁隧道在地震与列车荷载耦合作用下的数值分析模型,为开展黄土地区地铁隧道地震反应分析提供科学方法。(3)基于建立的数值模型,研究了不同类型地震动、不同土层覆盖厚度、不同结构埋深等工况下地铁隧道结构地震反应特性,得到了地震与列车荷载耦合作用下地铁隧道结构的峰值加速度、最大水平位移和最大竖向位移等地震响应规律,指出了地铁隧道结构在地震与列车荷载耦合作用下的抗震薄弱的部位,为黄土地区地铁地下结构抗震设计和抗震理论研究提供参考。