地震动模拟可以为工程界提供大量的结构抗震设计所需的地震动数据。其中,随机性方法因其概念清晰、简单易用且模拟效果较好,受到了地震学界和工程界的普遍关注。目前使用比较广泛的地震动模拟随机性方法是基于点源法的有限断层法。然而,点源法和有限断层法在参数取值完全一致时,可能导致结果相差较大。有限断层法在大量数据的模拟效率上仍然较低。另外,基于傅里叶变换的点源法和有限断层法在模拟地震动时对于具有频率非平稳性的地震动模拟效果较差,在时频非平稳性方面具有一定的局限性。本文从工程用地震动的角度,对随机点源法和有限断层法之间的异同性进行了研究,同时研究了小波包方法在地震动非平稳性模拟方面的应用,主要研究内容如下：(1) 针对点源法与有限断层法之间的差异,提出了一种基于等效距离的随机点源法模型用来考虑地震断层面上的非一致滑动分布,并分析了该模型与有限断层法的一致性。利用该模型,对发生在中国的汶川地震(2008年)和鲁甸地震(2014年)分别进行了地震动加速度时程和反应谱模拟,以及地震等震线模拟。用以验证基于等效距离的随机点源法的正确性和高效性,以及与有限断层法的一致性。(2) 基于小波包分解和重构方法,提出了一种时频非平稳地震动模拟方法。根据实际地震动小波包系数矩阵的特点,采用6个模型参数将地震动时程的时间和频率轴展开,研究了时域和频域的联合非平稳性。对实际地震动加速度时程和已有非平稳随机模型进行了对比,对比结果证明了模型的有效性。(3) 进一步基于小波包模型,提出了一种“先模拟后拟合”的拟合工程抗震设计谱的随机性方法。利用小波包在频域上分辨率较高的特点,根据设计谱幅值对小波包系数矩阵进行调整。拟合算例证明本方法具有较好的灵活性和模拟精度。(4) 依据小波包模型,对包含有1222条实际地震加速度时程的数据库进行了两阶段回归分析,将地震参数与小波包参数联系起来,提出了本文带有地震间和地震内残差的模拟回归模型。通过对属于地震数据库中的地震进行模拟和不属于数据库中的地震进行的“预测”,说明回归模型同时具有确定性和随机性的特点。与已有地震动衰减关系进行的对比,进一步证明了回归模型的有效性。(5) 对本文提出的基于等效距离的点源法和小波包方法进行了模拟地震动的有效性检验。利用编制的EQSIM和WPSIM程序对4次历史地震进行了模拟,计算并对比了4个工程常用的结构反应指标。证明了本文提出的两种随机性方法是有效的。