目前我国大型跨海工程发展迅速,但其抗震研究尚不充分,其中重要的原因是对于海底这一特殊场地的地震动认识不足。本文根据深海地基场地特点,基于流体饱和多孔介质和理想流体介质的波动理论,提出了一种应用于基岩-成层饱和土层-水地基场地系统地震反应分析的一维化时域有限元算法,并结合精确人工边界条件,编制计算机程序求解分析了水深变化对深海地基场地震动的影响。本文的主要工作如下:1.提出了一种深海地基场地地震反应分析的一维化时域有限元算法。该方法以饱和多孔介质和理想流体介质的波动理论为基础,根据Snell定理,推导得到应用于饱和土层和流体层内的一维化动力有限元表达式,结合层间边界条件和已有的精确动力人工边界条件,建立基岩-成层饱和土层-水地基场地系统的整体分析方程,通过中心差分法和Newmark法相结合的时步积分法进行方程求解,并编制相应的Fortran程序。该算法既可用于深海地基场地震动研究,又可为跨海工程地震反应分析提供地震动输入。2.结合经典的波动理论,推导了平面波入射下基岩-成层饱和土层-水地基场地地震反应分析的频域解析解,通过傅里叶逆变换得到时域解。将上述建立的一维化时域有限元解与解析解进行对比,证明了该时域有限元方法的有效性。3.应用本文提出的深海地基场地地震反应分析的一维化时域有限元算法,分析了 P波60°入射时某一深海地基场地随水深变化对深海地基场地地震动的影响。得到的主要结论如下:a)竖向位移峰值随水深的增大先增加后减小,水平向位移峰值随水深的增大先减小后增加。当水深达到一定值时,位移峰值不再受水深的影响。水深一定时,位移峰值沿土层深度整体上是逐渐减小的。b)竖向加速度峰值随水深的变化规律为,随水深增大竖向加速度峰值先增加再减小再增加。土层表面点水平方向加速度峰值随水深的增大先减小再增加。c)土骨架水平向正应力峰值、竖向正应力峰值以及孔隙水压力峰值随水深的变化先增大再逐渐减小。