地铁车站结构在地震作用下存在严重破坏的可能性,有必要系统地研究地震作用下地铁车站的抗震性能。高阶双渐近透射边界发展于改进的比例边界有限单元法和连分式解,是兼具精度和效率的无限域模拟方法。本文将层状地基高阶双渐近透射边界与有限单元法结合构建层状地基-地铁车站时域耦合模型,致力于将高阶双渐近透射边界应用于层状地基下的地铁车站地震响应研究。论文的主要工作和研究成果如下:1.基于ABAQUS软件平台数值实现了高阶双渐近透射边界与有限单元法耦合的层状地基-地铁车站时域耦合模型,并用于层状地基-地铁车站动力响应分析。数值分析表明时域耦合模型兼具高计算精度和效率,适用于层状地基-地铁车站地震响应的长时间计算分析,具有一定的工程应用价值。2.采用层状地基-地铁车站时域耦合模型,对大开地铁车站的严重震害现象进行数值模拟,并基于位移和内力响应两个因素全面地分析大开车站破坏机理。结果表明耦合模型能够很好地还原大开车站的破坏历程,准确性得到验证,可用于地铁车站的地震响应分析;大开地铁车站破坏的直接原因是中柱承载能力不足,与已有研究成果相符。3.对“上软下硬”典型地层中的大跨无柱地铁车站建立层状地基-地铁车站时域耦合模型进行地震响应研究,并与抗震设计规范和振动台试验对比分析。分析表明:大跨无柱地铁车站能满足7度抗震设防烈度要求;层状地基-地铁车站的时域耦合模型能基本准确地反映大跨无柱地铁车站在“上软下硬”地层中的抗震性能,可用于工程实践。4.基于大跨无柱地铁车站结构型式,研究层状地基对车站地震响应的影响,对软硬地层交界面位置和结构埋深两个因素进行研究,对比不同工况下的车站抗震性能。结果表明软硬地层交界面位置不同对车站结构抗震性能有较大影响;当地铁车站完全位于软土层时,车站埋深越大,结构损伤越严重。