地铁工程是重要的交通生命线和战备人防工程的重要组成部分,阪神地震后其抗震性能越来越受到工程界的重视。一般情况下,有柱地铁车站的通透性较差,因此,无柱大跨地铁车站的研究和应用已越来越成为发展趋势。本文以南宁市轨道交通5号线那洪-金桥客运站作为工程背景,通过模型结构的模拟地震振动台试验和有限元分析,研究了无柱大跨地铁车站结构抗震性能的主要规律,主要研究内容如下:（1）根据相似理论,以南宁市轨道交通5号线那洪-金桥客运站的结构形式和地质条件为工程背景,采用弹性模量为主要控制指标,参考已有研究成果,进行了微粒混凝土的配合比设计和制备,制作了一个几何相似比为1/50的地铁车站结构试验模型,同时以南宁土的剪切波速为控制指标,设计并配制了试验用土,考虑土-结相互作用及边界效应的影响,对模型箱及传感器的位置和数量进行了优化设计,制备了相应的土-结相互作用的振动台试验模型。（2）根据南宁地铁那洪-金桥客运站的场地特性,选取3条地震波,其中2条为天然地震波,即El Centro波和汶川武都波,1条为人工合成的南宁人工波,在抗震设防烈度为7度的情况下,分别进行了7度多遇、7度基本、7度罕遇地震下的水平和水平-竖向耦合作用的模拟地震振动台试验,研究了模型结构地震响应的主要规律。试验结果表明,文中模型箱的边界处理方法能够有效消除箱体边界效应的影响,并且在水平地震和水平-竖向耦合地震作用下,模型土中各测点加速度峰值均随着埋深的减小而增大,土压力则均随土层深度的增大而增加,两种输入下结构底部的土压力值均最大;同时,车站模型结构的峰值加速度响应均呈现出顶板最大、中板次之、底板最小的规律,且在无柱段和有柱段差异不大。另外,水平-竖向耦合地震作用和仅考虑水平地震作用相比,土和车站模型结构的峰值加速度响应以及土压力值均有所增大,以南宁人工波作用为例,模型土峰值加速度增大20%-40%,车站模型结构峰值加速度增大约30%,可见增大效果均较明显。（3）采用ABAQUS有限元分析软件,建立了试验模型的三维有限元计算模型,进行了水平地震作用和水平-竖向耦合地震作用下无柱大跨地铁车站模型结构的有限元模拟分析,并将有限元分析结果与振动台试验结果进行了对比,二者比较吻合,说明文中建立的有限元分析模型有效可靠。接着,采用文中建立的有限元分析模型,进行了模型结构在各工况下的应力分析。分析结果表明,模型结构在无柱段和有柱段的底板-侧墙处、中板-侧墙处、顶板-侧墙处以及底板板中的应力均比较大,特别是在有柱段,柱中应力明显大于结构其他位置的应力,而且下层柱应力均大于上层柱,同时两层柱均为柱底附近应力最大。无柱段平均增长率约为40%,最大增长率为163.93%,有柱段平均增长率约为22%,最大增长率为80.87%,说明在水平-竖向耦合地震波作用下,结构内力显著增强,且无柱段增大效果显著大于有柱段,设计时须重点考虑。