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摘要
地震波场的构建与输入是高坝抗震分析的关键。本文提出了一种适用于三维成层场地的自由波场时域化求解方法，并在此基础上建立了远置层界面模型以分离上行和下行波场，以解决不规则场地和断层分布等复杂地质条件；进而结合不同波型的连续性特征与振动特性，利用几何推导将单列节点位移推广至整个空间场地，以提高计算效率；并采用改进的波动输入方法将复杂波场转换为地基边界上的等效节点力。本文重点研究了精细化的三维高坝-地基体系在垂直和倾斜入射SV波作用下的动力响应，并与均质地基条件下的结果进行对比。结果表明：非一致地震波作用下坝体结构动力响应的空间差异性显著，坝顶不同位置的位移极值响应可相差至80%;SV波倾斜入射时坝体振动响应远大于垂直入射的情况，位移极值可相差2～3倍，高应力区时段相差较大，且整个体系的拉裂破坏范围更广；复杂地质条件会加剧坝体的损伤情况，且对较大应力区的产生时间与分布情况有显著影响。研究结果证实了综合考虑地震波的非一致特性与场地地质条件的必要性，可为其他大型工程结构抗震响应分析提供参考。
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单位水利工程仿真与安全国家重点实验室; 天津大学
