伴随着我国近年来经济建设的高速增长，城市交通得到迅猛发展。然而，大城市的交通拥挤问题仍日趋严重，目前解决该问题的最有效办法是开发和利用城市地下交通，以地铁为主的城市轨道交通无疑是解决该问题的重要途径；同时地铁结构又兼具城市人防工程的作用，担负着重要的社会功能。在北京、上海、广州、深圳等城市已经建成相当里程的地铁，南京地铁一号线已经试运行，杭州、沈阳、苏州等城市正在或者即将建设地铁轨道交通。根据我国城市化的发展趋势，地铁轨道交通即将成为我国大城市地下空间开发与利用的重点工程。

    通常认为，地下结构受周围土体约束，具有较好的抗震性能。但全世界多次地震灾害现象显示，在地震作用下，现有的地下结构并不安全，有时甚至会发生严重破坏，如1923年日本关东大地震，致使邻近的约25座隧道遭到破坏；1985年墨西哥8.1级地震中，建在软弱地基上的地铁侧墙与地表结构相交部位发生分离破坏现象；特别是1995年7.2级日本“阪神地震”对神户市内地下结构造成了有史以来最严重的破坏，地铁、地下停车场、地下隧道、地下商业街等大量地下工程均发生严重破坏，最引人注意的是地铁车站的破坏，地震中共有5个地铁车站和约3km的地铁区间隧道发生破坏，其中大开地铁车站的破坏最为严重，一半以上的中柱完全坍塌，导致顶板坍塌破坏和上覆土层的沉降，最大沉降量达2.5m之多。据神户高速铁路公司报道，不计高架桥结构破坏造成的损失约为300亿日元，修复大开站需要100亿日元，修复隧道约180亿日元。

    地下结构的震害教训说明：随着城市地下空间的大规模开发和利用，在大城市发生强地震时，由于地下结构周围地基的变形可能会很大，从而可能导致地下结构的一些薄弱环节发生严重的震害，给地下结构的整体安全造成严重的影响；同时，由于地铁延伸范围宽广，地铁沿线场地条件复杂多变，主要包括场地土类的差异、砂性土液化、软土震馅、塌陷、构造地裂和岸边滑移等。这些因素直接影响地震时地铁地下结构遭受的地震作用的大小和方式，从而对地铁地下结构的破坏形式也有着重要影响。因此，对复杂场地条件下地铁结构的抗震整体稳定性研究显得尤为必要。

    但我国在这一领域的研究相当滞后，迄今为止，我国还没有建立起地铁地下结构抗震设计的科学方法。在GB50225-95《人防工程设计规范》和GB50038-94《人民防空地下下室设计规范》中没有考虑地震作用的影响；GB50010-2002《混凝土结构设计规范》、GB50011-2001《建筑抗震设计规范》和GB50157-2003《地铁设计规范》中，也没有规定地下工程（地铁区间隧道及车站结构）如何进行抗震设计。因此，地铁地下结构的抗震性态已成为亟待研究的重要课题，地震时地铁地下结构的安全问题已经成为大城市抗震防灾工作的重要组成部分。

    地下结构的抗震分析方法基本上可以划分为两大类型：一类为波动场法；另一类为相互作用分析方法。结构抗震性能研究的主要途径有：原型观测（包括现场震害调查和足尺试验）、模型试验（主要是振动台试验、拟动力试验和动力离心机试验）和数值模拟。由于在阪神地震以前，人们对地下结构抗震不太重视，关于地下结构的震害资料相对较少；其次，由于地铁地下结构空间尺寸太大，足尺试验费用极高，目前还很难进行地铁地下结构抗震分析的原位测试。因此，地铁地下结构抗震性态研究的有效途径只能是室内模型试验和数值试验（模拟）。
地铁地下结构的动力反应特性主要受周围岩土介质的位移场影响，结构本身的惯性力对其地震反应特性的影响不大；振动台试验不存在离心机试验中的所谓科利奥利效应问题，且振动台试验的模型尺寸较之离心机试验的模型尺寸