土体地震反应以及地震动的空间特征是地震工程领域研究的重要内容。本文在现有研究成果的基础之上,提出了一种三维土体对SH波、P波、SV波散射的数值分析方法。通过与解析解进行对比,验证了本文数值方法的有效性;并考察了三维半球形峡谷和沉积谷地在不同角度SH波、P波、SV波入射时,地表位移的特征。本文具体工作内容如下:(1)提出一种地震波斜入射时三维散射问题的数值分析方法。利用传递矩阵法,分析土体自由场的位移响应,并作为边界区域的输入。采用集中质量有限元法,计算内部节点的位移,利用透射人工边界来计算边界节点的位移。(2)对SH波入射时三维凹陷半球形谷地和峡谷的响应进行了数值模拟分析,并与J.Sanchez-Sesma的解析解进行了对比,验证了此方法的有效性。比较了不同入射角下地表位移反应的特点。(3)对P波入射时三维凹陷半球形峡谷和谷地的响应进行数值模拟分析,将计算结果与J.Sanchez-Sesma的解析解进行了对比,进一步验证了本文方法的有效性。分析了P波在不同入射角度下地表位移时程和谱放大系数,阐明考虑斜入射的必要性。(4)对SV波入射三维凹陷半球形峡谷进行数值模拟分析。分析了SV波在不同入射角度下地表点的位移反应和谱放大系数。(5)对本文的工作进行一些总结,并提出进一步的研究建议。