作为地震工程等领域中的热点研究课题,沉积谷地对地震波的放大效应在单层沉积谷地模型方面的研究已取得丰硕成果。然而,众多的地质力学因素(河流的淤积和冲刷及河道的迁移等)均会导致实际谷地中含有多个形状复杂的沉积层,而目前针对多层沉积谷场地地震效应的研究还很不完善。为此,建立更为科学合理的模型,研究层状场地中多层沉积谷地对地震波的散射有着重要的理论意义和工程指导价值。本文在以往研究工作的基础上,对已有的间接边界元方法进行改进,进而求解了层状半空间中多层沉积谷地对地震波的散射问题,其主要研究工作如下:首先,本文分别采用半空间格林函数和全空间格林函数模拟了在平面SH波入射下层状半空间开口域和闭合沉积层域的散射波场,同时通过直接刚度法求解自由波场,利用间接边界元法给出了二维层状场地中多层沉积谷地对平面SH波散射响应的频域解答;其次,本文将上述研究推广到二维平面内地震运动情况,进而求解层状场地中任意多层沉积谷地对入射P波、SV波和Rayleigh波的散射问题。同时,文中以正常沉积、软夹层沉积和逆序沉积为例进行了数值计算,着重研究分析了沉积层序对谷地附近地面地震反应的影响。研究表明,位于沉积底部的低波速沉积层对高频地震动有很好的“隔振效果”;沉积层序对地面运动的固有频率和卓越频率均有显著影响;沉积序列的改变会导致沉积动力特性的改变,进而会影响到沉积谷地与层状场地的动力相互作用机制;基岩上单一土层在一定程度上反映了层状场地的动力特性,土层的存在改变了各沉积层内部及沉积层之间散射波、反射波及透射波之间的相互干涉形式,使得基岩上单一土层中多层沉积位移幅值分布更为复杂。