考虑土体非线性动力特征,开展层状土场地条件下核电厂自由场的地震响应分析,是确定内陆非岩基厂址条件下核电厂房抗震设计地震动输入的重要途径。目前工程界自由场地的动力分析主要以一维频域法为主,这与三维的结构-地基动力相互作用分析模型之间存在一定衔接问题。体现于一维频域模型和三维时域自由场地动力分析模型结构间存在一定差异,原频域模型在位移频谱获得和加速度时程响应信号导出问题上存在一定的应用困难。本文对比分析了几种软土场址的时、频域模型,提出了以加速度传递函数形式来表征的频域分析的方法。并将其与原频域方法及时域的方法的分析结果进行了对比。在地震响应分析中,土层竖向振动通常被忽略。然而一系列的研究表明,地层竖向放大响应不同于水平向。因此单一使用一维频域计算而忽略竖向与另一水平向的地震加载,将会导致较大真实响应分析误差。构建三维频域分析模型,通过采用三维单元应力状态计算,考虑另一水平向及竖向振动对场地自由场响应的影响,测试竖向与水平向振动的联系,并实验出明显不同的振动特性。为此进行了层状土基三向频域影响因素分析,其中三向加载地震动的强度,层状土基的水位线浮动和三向地震动的加载方式对场地土层的地震响应影响较大。通过对以上影响因素的研究,使之适用于核电工程结构抗震设计与数值分析。场地土层震陷是导致其上建筑物破坏的主要原因之一。软化模量法认为地震作用使土体内部损伤,模量降低,在自重等外荷载作用下会引起的附加沉陷即震陷。采用软化模量法计算了某五层地基的地震震陷,计算结果合理可靠。