本文从地下结构计算的经典理论出发，对地铁区间结构在地震作用下的响应进行理论分析。首先，利用文克尔弹性地基梁的理论，简化地震作用力为—静力，利用矩阵位移法分析地铁区间结构在该静力作用下的响应，得出结构的位移表达式，进而可以推导出结构的内力表达式；然后，采用某一工程实例利用该研究结果进行计算，得出实际结果。最后，利用ABAQUS软件对该工程进行实例模拟，得出结果与解析解进行了比较，结果吻合很好。然后还利用该软件分别模拟了地下结构受横向和横竖向地震作用力的线性动力响应，比较两种情况下结构受力情况，得到可以适用于实际结构的一些结论。本文发展了现有的一些理论，并推导出新的计算公式；通过数值分析和程序分析的结果验证了理论的正确性，同时也为进一步将此方法应用于实际奠定了理论基础。