针对我国尚缺少完善及实用的地铁结构抗震分析方法的现状,通过分析目前我国地铁等地下结构抗震研究及设计方法,从最基本的单层双跨结构出发,通过收集57组共130条地震波记录,运用大型有限元软件ANSYS建立关于地铁车站土—结构相互作用模型,经过分析可能对结构自振频率产生影响的诸多因素,而有针对性地详细探讨了地铁车站结构自振周期的变化规律,并最终拟合得到包含有结构自重、刚度以及结构高度参数在内的关于自振频率的计算公式。研究了自由场地土体在地震作用下的动力特性,分析结果表明:在自由场地受到水平地震作用时,其土体显现出的动力特性尤其是水平绝对加速度幅值会随着覆盖土层厚度的增加而发生非线性变化,即在一定深度以内加速度幅值只在很小的范围内变化,此范围内可视作不变,而超过一定深度,地震加速度受到土体对其的衰减作用会逐渐趋于明显;运用MATLAB计算程序编制出由加速度记录转化为反应谱的程序;通过分析常阻尼比条件下反应谱的特性及变化规律,详细分析了非线性阻尼比条件下反应谱特性,发现影响反应谱的主要因素包括:结构埋深、设防烈度、结构阻尼比以及地震频率特性;最终通过遗传算法得到各单一地震环境条件下的反应谱建议式最优解,而且对公式进行了多因素修正;并且将建议式运用于南京地铁车站抗震计算中,并与现行的抗震规范计算结果进行比较,结果表明本文提出的建议式抗震计算结果无论是水平向位移幅值还是结构受到的水平地震力作用均较规范要大,表明本文建议式在地铁车站结构抗震设计与计算时较规范偏安全。