局部场地对地震波传播有很重要的影响,震害调查显示,地震烈度异常区与场地条件密切相关。场地反应问题也是近年来国内外非常关注的研究课题,对该问题的理论分析求解包括解析方法和数值方法。对于解析方法,目前已有很多成果,但由于种种条件的限制,以往主要采用单相介质进行地震波传播的模拟。对于饱和场地,由于问题的复杂性,目前研究成果非常少,如何将单相介质下的一些解析结果扩展到饱和场地(可将其用两相饱和多孔介质模拟),研究饱和场地下的场地反应问题,将是一项非常有意义的研究课题。凹陷地形和地下洞室作为两种非常重要的局部场地,很多研究工作都集中在它们上面,对这两种局部场地在SH波入射下的研究已比较成熟,对于P、SV波,虽然由于波在反射时的波型转换导致边界条件耦合,问题要比SH波入射时复杂的多,但也已有很多的解析解。值得注意的是,上述研究都是建立在单相介质的基础上。两相饱和多孔介质中,在P、SV波入射下将存在两种纵波(PΙ波和PC波),而且在SV波入射时存在两个临界角的问题,使问题变的更加复杂。作为前人研究成果的后续和深入,本文在Biot饱和多孔介质动力学理论的基础上,利用Fourier-Bessel级数展开的方法得到了饱和场地中凹陷地形和地下洞室两种局部地形在平面P波、SV波入射下的解析解。本文将饱和场地作为两相饱和多孔介质,在模拟半空间表面时,仍用一个半径非常大的圆弧来模拟,将入射波、反射波及散射波都展开成Fourier-Bessel级数形式,最后分别引入透水和不透水情况下的边界条件,形成一线形方程组求解。值得注意的是,本文可以比较精确的计算到很高的频率(η= 5.0),在此频率下,边界条件仍可以很好的满足。本文结果可以退化到单相介质。本文还利用所得到的解析解深入分析了不同频率下,孔隙率和泊松比对位移幅值的影响,由此得出了一些有价值的结论。