近年来我国西南部地震频发,水利水电工程建筑物特别是高坝的抗震安全评价发展为工程实践研究的重要课题。其中确定可靠的地震荷载是高坝抗震安全评价的必要前提,采用传统的地震危险性分析方法来确定地震荷载的方法存在一定不足,如经验衰减关系不能代表单一地震事件特性等。因此本文结合地震学和工程学的研究思路,构建基于谱元法的震源-介质-场址三维数值综合分析模型,并在超级计算机平台上进行大规模计算,模拟实际地震从震源激发开始通过地球介质传播到场址的整个过程,来获得场址建筑物抗震评价分析所需的地震动参数。其中构建传播介质结构模型为地震学界的重点也是难点,本文基于背景噪声成像法构建场址区域内中上层地壳的三维剪切波波速结构。论文主要内容有以下几方面:1、利用背景噪声成像法建立溪洛渡坝址大范围区域内的地壳三维波速结构。对台站间的噪声记录进行互相关计算并提取经验格林函数,反演了群速度频散曲线并构建了面波层析成像图。根据频散曲线反演得到地壳剪切波波速的垂直分布,并将各点的波速垂直分布整合成地壳三维剪切波波速结构。根据Birch(1961)经验关系式,得到包含S波波速、P波波速和密度的三维地壳介质结构。2、构建模拟地震波传播过程的大规模数值模型,将震源模型、介质结构模型和地形网格模型进行集成。其中震源模型分别采用点源模型和有限断层模型,介质模型采用基于背景噪声成像法构建的三维地壳介质模型。3、基于综合数值模型模拟永善县2014年4月4日和8月16日发生的两次地震。点源模型的加速度时程图和频谱图中模拟结果与实测记录符合良好,模拟结果能够较好地满足工程上抗震设计要求的结论。采用有限断层模型可以提高震源激发的频率,使得模拟结果与实测记录的高频成分符合更好。4、研究波场模拟的影响因素,探讨了有限断层细分程度对模拟结果的影响及规律,发现有限断层细分能增加震源模型高频成分的规律。