2014年鲁甸M_S6.5地震造成了非常严重的震害,位于震中附近的龙头山镇伤亡最惨重,且震害空间分布不均。此次地震属于中震大灾,相关研究表明:特殊的震源构造、局部的地震动场地效应是造成龙头山镇严重震害的重要原因。基于云南省部分强震动观测台站的主震、余震、场地脉动观测记录,采用三种方法分析主震发生时的地震动场地效应,分别为:能反映震源特性的随机有限断层法;能判别场地卓越周期的HVSR谱比法;能有效反映场地地震过程的土层等效线性化法。对比龙头山台与铅厂台场地效应情况,结合龙头山镇实际震害差异情况、地面地震动分布情况、地震动场地非线性效应情况,分析引起龙头山镇严重震害的场地因素。主要研究结论如下所述:(1)基于基岩强震动观测记录,反演得到地震应力降约为190.87MPa、矩震级为6.18、地震动拐角频率为0.6323Hz、断层走向162°,倾角86°、破裂尺度为18×16km,合成基岩强震动与强震记录对比结果显示:反演参数符合实际地震情况,合成的基岩地震动能满足地震动场地效应的分析要求。(2)龙头山台主震速度反应谱比结果显示:主震地震动的卓越周期约为1.0s,谱比值为4.45。脉动速度谱比值小于2.0,卓越周期为0.32s,与钻孔计算结果0.41s接近。该场地非线性指数DNL为5.02,远大于发生场地非线性效应的标准值4.0,说明龙头山台场地发生了显著的场地非线性效应,导致卓越周期显著提高。场地地震反应结果显示:场地对地震动的放大作用明显,地面地震动峰值达1090.9gal,远高于基岩输入值(371.4gal),经等效线性化后的地面强震动反应谱与实际强震记录相近,地震动放大效应显著。(3)铅厂台主震、余震速度谱比结果显示:该强震台的场地并非Ⅰ类场地;其主震、余震谱比对应的场地卓越周期分别为0.30s和0.25s。对比龙头山台与铅厂台的场地非线性程度、强震动反应谱特征、强震动衰减情况认为:由于地震动的场地非线性效应,导致龙头山强震动记录反应谱平台极宽,远超当地抗震设防标准,场地放大效应导致龙头山强震记录最大加速度峰值远高于地震衰减关系的计算值。相比于龙头山台,由于铅厂强震台场地土层较薄、土质较好、土层单一,即使在较高基岩地震动作用下也未产生显著的场地放大效应。由此可见,建设工程应加强地基处理。(4)鲁甸M_S6.5地震,龙头山镇震的害最为严重,且表现出区域分布差异,具体为:老集镇震害严重,坡顶比坡脚严重;新集镇震害轻微。老集镇基岩地震动加速度峰值处于320-440gal之间,且存在着明显的分区,即钻孔4~5的地震动峰值高于其他钻孔;地面地震动分区较为明显,主要表现在坡顶的地面地震动强度大于坡脚。合成基岩地震动对比结果显示:老集镇的强度高于新集镇,这是造成震害差别的重要原因之一。老集镇场地土质复杂多样、沿垂直向变化较大、不同周期地震动强度分布极其不均匀、场地非线性效应显著、反应谱平台极宽。由于老集镇房屋陈旧,结构抗震性能极差,因此造成了严重震害。新集镇场地基岩深度大于100m,覆盖层土质单一、分层均匀,虽然其基岩输入地震动较高,经土层反应后地面地震动峰值较高,但由于其覆盖层较厚,导致地面地震动的长周期部分较为显著、短周期部分较弱,因此该区域的2~3层框架结构房屋(短周期)未产生严重震害。