地震震源破裂过程是一个非常复杂的物理过程，会受到诸多因素的影响。深入探究不同因素对震源动力学破裂过程及其所产生的强地面地震动的影响，可以更合理地揭示震源破裂过程的物理实质，进而从本质上解释强地面地震动特征，对更合理地预测未来破坏性大地震的强地面地震动以及震害防御有着重要的意义。　　有限差分方法是模拟地震波在介质中传播的一种行之有效的方法，具有精度高、计算效率高等优点。但传统的有限差分方法，由于单元网格形状的限制，很难应用于不规则界面、特别是不规则自由地表界面的地震波传播问题，且地下断层模型往往局限于垂直或水平断层模型。张伟和陈晓非提出的曲线网格有限差分方法在保持上述优势的基础上，由于单元网格采取的是曲线网格，因而可以很准确模拟复杂起伏地形条件下的地震波传播问题，进一步可分析复杂几何形状的断层模型。本文将基于曲线网格有限差分方法，施加断层条件，编写断层动力学破裂模拟相关程序，并经过与经典算例的对比验证了所编写程序的可靠性，从而实现对断层动力学破裂过程及相应地面地震动的数值模拟。　　本文首先研究了全空间中控制断层破裂传播过程的关键因素，并得到了全空间断层破裂相图。在此基础上，模拟了自由地表作用下，不同断层埋深、不同断层倾角、断层应力分布的非均匀性，特别是局部山体地形等情形下的断层动力学破裂过程及相应的地面地震动，讨论了上述因素对断层破裂过程尤其是超剪切破裂的产生及地面地震动的具体影响。最后，模拟了2010年青海玉树地震的断层动力学破裂过程，并讨论了所产生的近场强地面地震动的特征。　　基于上述工作，根据本文的数值模型所得的主要结论如下:　　1、全空间中，动力学破裂传播过程受成核区外初始应力、屈服应力、临界滑动弱化距离、成核区尺度等因素的影响显著，不同的参数组合会产生不同的破裂行为。其中，控制全空间断层破裂过程的关键因素是成核区外初始应力、屈服应力和临界滑动弱化距离，本文通过大量计算得到了能够定量描述上述三个参数与破裂行为关系的全空间断层破裂相图。研究结果显示，初始应力越高，临界滑动弱化距离越小，越利于超剪切破裂的产生。与上述三个参数相比，成核区尺度对断层破裂过程的影响程度较小，但在应力条件接近产生破裂行为变化的临界值时，成核区尺度的变化可能会导致破裂行为的跃变。　　2、在自由地表作用下，断层埋深、断层倾角、应力分布的非均匀性以及局部山体地形都会对断层动力学过程及相应地面地震动产生重要影响，基于本文的数值模型，研究结果显示:　　(1)随着断层埋深的增加，自由地表对破裂状态的影响逐渐减弱。断层埋深大于1km时，自由地表对断层破裂的影响仍存在，但不再显著。断层埋深对破裂过程的影响导致地面地震动产生不同的分布特征:断层埋深较浅时，由自由地表引起的超剪切破裂会使峰值地震动速度(PGV)的分布范围变广;当断层埋深逐渐加深时，PGV的峰值逐渐降低。　　(2)对于倾斜走滑断层，断层倾角越小，其与自由地表的相互作用越强，易于产生超剪切破裂;而对于倾斜倾滑断层，无论倾角如何变化均不会出现超剪切破裂，断层滑移量会随倾角的增大而略微增大。对于强地面地震动而言，随断层倾角的增大，垂直断层面的水平分量峰值逐渐增大，平行断层面的水平分量及垂向分量峰值逐步减小。当断层倾角较小时，沿走向破裂可能出现超剪切破裂，导致PGV平行断层面的水平分量及垂向分量分布范围较广，但其峰值小于并未出现超剪切破裂的情形。　　(3)初始应力分布的非均匀性对断层破裂过程的控制作用非常显著，初始应力高的区域破裂传播速度较快，且破裂前锋更容易向初始应力高的区域传播。高强度障碍体对破裂的阻碍作用明显，会降低整个断层面滑动量。当断层埋深加深，自由地表作用减弱时，应力分布的非均匀性对断层破裂过程的影响仍非常显著。就地震动而言，除垂直断层面的水平分量外，非均匀应力模型中PGV的另外两个分量峰值远大于均匀应力模型。存在超剪切破裂时，随着破裂传播速度的加快，垂直断层面的水平分量峰值逐渐减小，而平行断层面的峰值则逐渐增大，分布范围也相对更广;垂向分量的特征与垂直断层面的水平分量相似，但分布相对复杂。　　(4)山体地形的尺度对断层动力学破裂过程影响较大，进而会影响到相应地面地震动的分布特征。当山体处于亚剪切向超剪切在自由地表面转换的位置附近时，会对断层上自由地表超剪切的产生有不同程度的阻碍作用。对于具有一定埋深的断层，当山体地形底部延展距离一定时，地形高度越高，其对自由地表超剪切的阻碍程度越大。由于破裂过程的变化，PGV平行断层面的水平分量的分布范围会随着地形高度的增加而逐渐减小;其垂直断层面的水平分量则会集中在断层在地表的投影迹线附近，且会因为破裂过程不同出现相应的极值分布。当山体高度一定时，地形底部延展距离越大，地形对自由地表超剪切的产生的阻碍程度也越大，同样会使平行断层面的水平分量分布范围逐渐减小。当初始剪切应力较高时，高应力降引起的超剪切和自由地表超剪切共同作用对破裂过程及相应地震动分布产生影响，但高应力降引起的超剪切破裂起主导作用，进而会对PGV的分布起主要作用。　　3、基于理论数值模拟的结果，构建动力学模型，分别模拟了水平自由地表及实际起伏地形下的青海玉树地震的动力学破裂过程及相应地面地震动。结果显示，玉树地震存在超剪切破裂传播现象，该超剪切破裂主要由断层面高应力降作用产生，实际的起伏地形对超剪切破裂有一定的减弱作用，进而会对地震动分布特征产生影响，并降低地震动的峰值。