地裂缝作为一种特殊的城市地质灾害,分布广泛且危害严重。不但给各类建筑结构、古建筑以及地铁、管廊工程造成灾难性的破坏,而且还引发了一系列生态环境问题,严重制约着城市规划和建设用地的使用。随着我国地裂缝活动日趋稳定以及城市建设快速发展,如何在有效地利用城市土地资源的同时,还可以减轻地裂缝灾害成为研究重点。本文以西安f4地裂缝（西北大学-西北工业大学地裂缝）为研究对象,分别开展了地裂缝场地土体和跨地裂缝框架结构振动台物理模型试验,通过数值模拟分析,系统地研究了地裂缝场地土体及土与结构体系的地震破坏特征和动力响应规律,在此基础上拟合出用于地裂缝场地结构的抗震设计反应谱。其主要研究工作和成果如下:（1）本文以相似理论为基础,设计并完成了地裂缝场地非一致性地震振动台物理模型试验,主要解决了土体边界效应的处理、模型的设计与制作、地裂缝的模拟、测点布置以及试验加载方案制定等一系列关键问题,获得了模拟地裂缝场地振动台试验方法,为有限元数值模拟奠定了基础。（2）通过观察试验现象和分析试验数据,获得了地裂缝场地土体模型的地震破坏特征和动力特性变化规律,找出了地震动强度、强震持时、频谱特性等一系列地震动参数在土体内部的分布规律,并运用希尔伯特-黄变换（HHT）研究了地裂缝场地土体地震损伤发展规律。试验结果表明:与地裂缝场地下盘土体相比,上盘土体的动力响应和损伤破坏程度更大,在近地裂缝区域尤为明显,地震响应表现出明显的“上、下盘效应”和空间非一致性。（3）基于对地裂缝场地分布规律和地质构造特征的认识,运用ABAQUS有限元软件建立了地裂缝场地的多尺度三维动力数值模型,并通过试验结果验证了建模方法的可靠性,在此基础上找出了输入地震波特性和土体地质构造对地裂缝场地动力响应的影响规律。分析结果表明:地震波输入方向、幅值、频谱特性及其强震持时均对地裂缝场地土体的动力响应规律影响显著,但影响程度不尽相同;土体结构分层及错层、竖向裂缝倾角和台地级数均对地震波在土体介质中的传播有明显的影响,不但改变了地震波幅值和频谱特性,而且还改变了地震波传播到地表的时间。（4）在国内首次设计并完成了跨越地裂缝框架结构的振动台模型试验,发明了框架独立基础模型的吊装装置,找出了跨越地裂缝框架结构在非一致地震激励作用下的地震破坏特征和动力特性变化规律。通过试验与数值计算相结合的研究方法,对比分析出普通场地和地裂缝环境下框架结构的加速度、位移和地震剪力等响应规律,获得了地裂缝场地动力放大效应影响范围。（5）通过对地裂缝场地单自由度结构体系的反应谱分析,进一步研究了跨地裂缝建筑结构在地震作用下的破坏机理,并发现了土体地质构造对地裂缝场地加速度反应谱的影响规律;通过对地裂缝场地的3636条强震记录统计和分析,找出了裂缝距对特征周期和加速度反应谱平台值的影响,并采用最小二乘分段拟合标定法拟合出用于地裂缝场地建筑结构抗震设计的反应谱,为实际工程应用提供参考。