目前,国内对地下结构动力性能的研究相对滞后,特别是不断出现的地铁隧道相互穿越工程的抗震问题。本文结合首都南水北调双输水隧洞穿越地铁五棵松车站的工程实例,基于部分现场数据与监测资料,采用理论分析和数值计算的方法,较为系统地对既有地铁车站结构受隧洞穿越影响的抗震性能进行了研究,揭示了既有车站结构受穿越隧道影响下的一些抗震动力学机理,为进一步合理地改进和优化地铁隧道等地下结构的设计和施工、地下结构抗震设计规范的制定提供一定的参考和依据。主要研究内容和成果如下:(1)对近年来地铁车站的震害状况、特点与动力响应特性及研究动态进行了综述;对地下结构抗震分析的理论研究方法进行了简述;概述了目前应用于地铁地下结构的抗震减振措施;简述了三维动力有限元计算理论、土与结构相互作用的数值模型以及运动方程的求解过程;归纳和总结了土体本构模型的优缺点和适用范围。(2)以南水北调双输水隧洞穿越地铁五棵松车站为背景,建立了数值分析模型,简述了分析模型参数的选取,考虑土-结构相互作用,以动力有限元方法为手段,忽略施工过程和加固的影响,对既有地铁车站受输水隧洞穿越前后的抗震问题进行了初步分析研究,得到了一些有意义的结论。(3)研究了在一定埋深下,输水隧洞间距对地铁车站抗震性能的影响。(4)指出了既有地铁车站受隧洞穿越抗震分析的必要性,认为在设计和施工输水隧洞时应充分考虑既有地铁车站的应力和位移增长量情况,以此来保证地铁车站结构和正常运营的安全性;提出地铁地下结构设计和施工应遵循的两个准则,即应力控制准则和位移控制准则。应力控制准则控制既有地铁车站结构受新建结构物穿越时的应力增长量,使应力增长量保持在一定水平;位移控制准则使结构构件两端的相对位移在隧洞穿越后保持在一定水平。