中文摘要：

近年来的几次大地震表明，近断层是地震动最为复杂的同时也是震害最严重的一个区域，近断层地震动的研究已经成为当前地震工程的一个主要问题。由于距离发震断层很近，近断层地震动强烈地依赖于发震断层的破裂过程。同时，震害资料也表明，近断层复杂场地对地震动有重要影响。当前研究中使用的运动学震源模型和简单成层介质，不能反映断层的破裂过程和复杂场地对近断层地震动特别是高频地震动的影响。本研究拟在综合考虑发震断层的破裂过程和近断层复杂场地的基础上，利用模拟断层动力破裂的显式有限元技术和并行计算技术研究近断层地震动的基本特征和峰值的空间分布规律、复杂场地对近断层地震动的影响，同时研究不同频率特别是大于2Hz的地震动傅立叶振幅谱的空间分布规律。该研究可对于加深对地震震源的认识，促进近场地震学的发展，并为大城市活动断层附近地震动预测和震害预测服务。该研究也是近断层结构安全避让距离和地表破裂等研究的基础。

结论摘要：

本课题通过3年的研究，在分析近断层地震动的基本特征，完善模拟断层动力破裂的显式并行有限元方法的基础上，通过大量的算例数值模拟均匀成层半空间和昆明盆地的近断层地震动，研究了断层的破裂过程对复杂场地近断层地震动的影响、速度脉冲的产生机理以及断层的破裂模型和破裂过程关系。主要的结论如下（1）断层的破裂方式、破裂速度、埋藏深度、倾角和位错的不均匀分布是控制近断层地震动分布的最主要参数；(2)复杂场地近断层地震动分布依赖于场地条件和断层破裂过程二者的组合，在破裂的方向性效应和复杂场地条件的共同作用下，位于破裂的前方的软弱场地的地震动会显著增加；（3）方向性速度脉冲主要与位于观测点和初始破裂段之间的部分断层面的破裂过程有关，其产生机理是这部分断层面上释放的能量在很短的时间段内到达观测点，长周期地震动叠加形成。破裂速度是影响方向性脉冲的最主要因素。统计近断层速度脉冲与震级关系还需要考虑破裂速度、断层埋深、和破裂方式等因素；（4）滑动弱化距离Dc对破裂速度的发展有重要影响，对小于1Hz的近断层地震动影响不大，破裂前锋经过Asperity时，破裂速度增大。