我国是一个地震多发的国家,东部处于环太平洋地震带,西南地区又处于青藏高原板块与印度洋板块交界处,这两个地震带都是全球地震活动最丰富的地区之一。随着我国综合实力的增强与经济的快速发展,越来越多的长距离大跨度的复杂工程例如大跨度桥梁,长距离隧洞以及西电东送高压输电塔体系等逐渐在这些地震高发区域修建运营。这些工程不仅承受高发地震的风险,还受到复杂地形地质因素的影响。大量地震灾害表明,局部场地因素会显著影响到结构的地震响应。然而目前由于技术和经济等原因,很多抗震规范以及对结构的抗震研究都假定场地为单一均匀介质,并且场地条件也常常假定为平坦地形。众多学者通过对地震灾害的研究发现,灾害严重的地区地形通常不规则,地质也出现分层的现象。相对于平坦地表单一介质来讲,地震波在非均匀介质不规则地表条件下会发生一系列复杂的折射或反射,对于SV波和P波来讲,还会发生更为复杂的波的耦合转换问题,这就导致了这类场地在地震激励下产生完全不同于平坦地形单一介质场地动态响应。长距离大跨度结构的抗震响应的准确性很大部分依赖于结构的输入地震动时程。因此,考虑地形地质分层现象的场地效应的长大结构分析具有迫切的理论和现实意义,主要研究内容如下:(1)本文克服了SV波入射双分层圆弧峡谷而难以解决相对复杂的波的干涉、散射以及P波转换等困难,推导得到了SV波入射下的散射频域解。通过把分层土物理参数赋予相同值与均匀介质条件下的散射解来验证所得解的正确性。最后研究了不同的SV波入射频率、入射角度对场地地表运动的影响。(2)开发了SV波入射分层圆弧峡谷场地人工地震动合成程序,并实现了可视化。基于频域解,采用随机震动理论推导得到峡谷的相干函数以及地下地震动功率谱矩阵,奠定了SV波入射分层圆弧峡谷场地下人工模拟地震动基础。通过数值算例对比分析了模拟值和目标值的拟合度,验证了程序的可靠性。(3)以某跨圆弧峡谷连续钢构桥典型工程为背景,对之前提出的方法和编制的程序进行实践性检验,并对数值模拟分析结果进行了详细了分析。分析结果表明,地形效应对结构抗震响应影响很大,对于大跨度结构抗震分析需要考虑到复杂场地对地震波散射的影响。