一维土层场地地震反应分析一直是工程场地地震安全性评价工作中的重要环节,本质上是从近场波动角度进行水平成层模型动力反应的数值模拟。然而,传统的近场波动数值模拟方法多假定时间和空间是相互独立的,在空间域上进行有限元离散而在时间域上使用逐步积分的方式离散,没有对时间域进行有限元离散从而造成计算精度的降低。本文采用空间域和时间域同时离散的时空有限元方法来解决近场波动问题,并将其推广应用到工程场地地震反应分析中,主要基于土层反应分析中描述土层非线性特征的等效线性化模型和弹塑性模型,从新的角度发展了适用于工程场地地震安全评价中土层场地地震反应分析的高效计算方法。本文主要进行了以下研究工作:1、在时空有限元基础理论上建立时空单元矩阵、时域递推公式等,将时空元方法运用到计算线弹性和粘弹性模型当中,通过和解析解及DEEPSOIL解作对比,验证了时空元算法的有效性和合理性。2、借鉴一维频域等效线性化的思想,发展了一维时域等效线性化方法,将时空元算法同时域等效线性化模型有效结合起来,并应用到一维土层场地地震反应分析中。同时采用美国Turkey Flat场地及强震观测记录进行场地地震反应分析,研究了时域算法和频域算法的差异。3、深入研究了经验函数拟合类的非线性模型的骨架曲线及滞回曲线的构造,并将这类模型中的扩展的Massing法则模型同时空元算法相结合,应用到一维土层场地地震反应分析中。4、选取日本KiK-net强震台网中部分台站场地和地震观测记录,进行了场地反应预测,研究了不同类场地条件下以及不同强度地震动作用下等效线性化方法和非线性方法的差异。5、归纳总结了本文主要研究内容,并在此基础上对未来研究工作提出了展望。