近年来，国内外几次强烈的地震，对地下结构造成不同程度的影响。包括地铁盾构隧道在内的地下结构抗震性能问题，已引起人们的普遍关注。随着对世界各地积累的大量震害资料分析工作的不断深入，人们也逐渐认识到：使用传统的静力和拟静力方法，分析地下结构的抗震问题具有较大的局限性；相比而言，使用计算机进行辅助计算和分析的动力有限元方法，对地下结构进行地震反应分析显示出了明显的技术优势。本文以广东地区的地层条件为依托，利用通用商业有限元软件ADINA，对地铁盾构隧道结构的横向与纵向的地震响应问题，进行系统地分析和研究，具体包括：盾构隧道结构参数、地震波强度参数、激振形式参数、衬砌强度参数以及地层条件参数等因素，对地铁盾构隧道结构的地震响应产生的影响，以期为工程抗震设计提供参考和依据。本文的主要工作概括如下：(1)在前人工作的基础上，着重对地下结构物的地震响应特征、抗震分析方法两方面的专业文献，进行了较系统的归纳与分析，指出了本文研究工作的意义所在。(2)从土的动力本构、地层的动力响应、土和结构的动力相互作用和Newmark-β求解方法等关键内容入手，对土-结构动力分析有限元的理论及其实现方法，进行了阐述和分析，为本文地铁盾构隧道结构地震响应的数值分析奠定了基础。(3)系统地介绍了结构动力有限元分析的粘弹性人工边界的实质及其实现方式。(4)以位于单一地层盾构隧道与位于复合地层盾构隧道的赋存条件不同为主要影响因素，通过对盾构隧道横向地震双向激励进行动力有限元对比分析，得出了盾构隧道结构的水平向与竖向位移，都没有随地震波加速度衰减变弱，而是继续保持有一定周期的较稳定的震动模态；在双向地震波激励作用下，一个地震波作用持时内，盾构隧道结构的竖向振动频率高于水平向振动频率；位于单一土层隧道主体结构的振动频率和最大位移差都低于隧道主体结构位于复合土层。(5)建立了盾构隧道与周围土层的三维有限元模型，分析不同条件下盾构隧道的地震响应，得出了在整体上，隧道地震响应位移普遍在2-3cm以下，相比较于地上结构，地下结构在地震作用下的变形相对较小；在软弱地层、或地层条件变化、或赋层复杂的情况下，隧道衬砌结构可能产生异常的动应力集中，不同力学性能地层分界面上的应力计算结果比单一土层中的计算结构提高了10%~13%。