在中国古代建筑中,砖石古塔占有相当大的比重,它们是我国五千年文明史的载体之一,并且被誉为我国古代杰出的高层建筑,是古代劳动人民智慧的结晶,也是人类宝贵的历史文化遗产。其中小雁塔是密檐式古塔的代表之一,坐落于古都西安,经受了上千年风雨侵蚀和人为及自然灾害的摧残,外表和内部结构已有不同程度的破坏,抗震性能不断降低,亟需进行抗震保护。本文首先对西安小雁塔的历史变迁进行了调研,并结合最近一次加固修复情况对其进行了全面的现场检测,分析了小雁塔结构的构造形式,测试了塔体材料的力学性能和塔体结构的实际残损情况;其次,在对小雁塔原型结构实际调查资料分析的基础上,针对小雁塔试验模型结构的主要特点,结合现有试验条件,根据Buckingham’π定理,推导出模型设计的一致相似律,设计并制作了一个缩尺比为1/10的小雁塔试验模型结构,进行了多种工况下的模拟地震振动台试验,研究了其动力特性和主要地震反应规律;最后,采用有限元分析软件ANSYS,分别建立了小雁塔试验模型结构和原型结构的有限元分析模型,通过模态和地震反应时程分析,探讨了小雁塔的自振频率、模态分布、层间位移及塔顶的位移和加速度反应等,并与试验结果进行了比较,两者吻合较好。研究结果表明,小雁塔原型结构在八度小震下基本能够满足抗震设防要求;在八度中震下,产生局部破坏,特别是顶部变形较大;在八度大震下,原型结构的变形均超出相应限值,而且超出限值较多,说明结构破坏严重,需要进行抗震保护。此外,论文还根据文中的研究结果,结合目前小雁塔原型结构的现状和保护意义,在遵循“修旧如旧”、“保护第一”的历史建筑保护原则下,探讨了提高小雁塔结构抗震性能的一些新方法,得出了一些有新意的研究结论和建议。文中的研究成果不仅为小雁塔的抗震保护提供了理论和试验支撑,而且对类似历史建筑的抗震保护也有一定的指导和参考意义。