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西部基础设施建设对西部大开发、国防安全、维护边疆地区安全稳定及抢险救灾等具有重大战略意义。西部基础设施选址受限于场址资源,常修建于强震频发且地形复杂的群山之中。地震作用下山区地震动具有显著的山体地形效应,山体地表响应异常,威胁山区基础设施安全。研究山体地表响应规律对山区基础设施选址及抗震设计有重要意义。山区基础设施场址区受多条断裂带控制,山区内山脉走向与断层走向夹角变化范围大,场址区与断层距离变化范围大;山区基础设施修建常需完成大工程量挖、填方,并形成高填方填筑体。本文介绍了三维地震波传播模拟的谱元法原理,建立三维山体地形数值模型,模拟逆断层点源(Mw=6.0)激发地震波在山体地形中的传播过程,研究近场条件下山脉走向与断层走向夹角变化、高填方土体对山体地表响应的影响规律,震中距变化对山体地表响应的影响规律,计算得出山脉位于近场与远场范围的分界。本文主要结论如下:(1)震源深度15km、震中距22km条件下,山脉与断层走向平行时,迎、背侧坡面相比,后者抗震设防烈度可能比前者提高一度。山脉与断层走向夹角由0变为π/2,坡面抗震设防烈度可能降低一度。迎侧坡面整体缩小水平增大,最大缩小水平约为0.5。背侧坡面整体放大水平于两者走向呈π/6角度时达最大,其最大放大水平均可达1.6以上。(2)山脉与断层走向平行,震中距与震源埋深比值△l/h<5时,山脉位于近场范围内;△l//h>5时,山脉位于远场范围内。山脉位于近场,迎侧坡面PGA小于背侧坡面PGA,迎侧坡面PGA明显缩小,背侧坡面PGA明显放大,放大系数可达1.7,坡面最高PGA出现在背侧山腰附近。山脉位于远场,两侧坡面PGA缩小,坡面最高PGA出现在山顶处,而坡面PGD明显放大,放大系数可达 1.7。(3)山脉走向与断层走向平行时,在震源深度、震中距分别为15km、30km条件下,高填方土体及其位置变化对山体地表响应影响显著。填方体坡面幅值、放大水平高,尤其是坡脚附近。山脉坡面抗震设防烈度可能降低一度。以填方体位于山脉迎侧为例,相比于填方体不存在时,坡面最高响应、最高放大水平增幅逾30%、20%。与填方体位于山脉背侧相比,填方体位于山脉迎侧时,填方体坡面响应水平更高,其坡脚附近出现的响应幅值最大值增幅可达50%。