地震动会造成许多建筑及结构的严重损坏。其中场地效应就是导致结构损坏的一个主要因素,因为场地效应在场地周期附近一个较宽的周期范围内对地震动有放大作用。某一特定场地下的地震动由两个水平向分量和一个竖向分量组成,其中竖向分量和水平向分量的频谱分布存在着显著差异。大多数地震导致的结构损伤都是由于水平向和竖向地震动分量单独或共同作用造成的。对于一个土层深度有限的土体场地,阻抗比较大时通常会在场地周期附近的中长谱周期范围内对地震动产生放大作用。并且水平向地震动分量和竖向地震动分量导致的场地放大比可能并不相同。因此场地效应是抗震设计中一个复杂的工程问题。近年来大多数研究竖向地震动分量的GMPEs采用了S波的场地参数,例如V_S30或基于剪切波场地周期划分的场地类别项。一部分研究表明场地竖向地震动分量的场地放大比峰值出现在接近于该场地基于压缩波计算得到的场地周期的平均值处。这意味着,尽管单自由度体系在遭受竖向地震动分量作用时其峰值反应似乎在S波时间窗内,竖向地震动分量场地放大比应该采用该场地平均P波场地周期来模拟。这也表明使用基于S波参数的场地项来模拟GMPEs中的竖向分量的前提是,假定P波和S波之间完全相关。本文利用地表与孔底反应谱比（S/B）可研究这些效应。KiK-net强震数据库提供了大量地表与孔底基岩的强震记录。KiK-net台站提供的最有价值的信息是其勘测了地表至基岩范围内的土体特性,例如S波和P波波速。本文使用7305组强震数据来建立了地表/孔底的放大比经验模型。其中水平向放大比经验模型中使用的是两个水平向地震动分量的反应谱的几何平均值。基于前人的研究,经验模型包含了如下的参数:震级、断层深度、震源距离以及S波和P波波速。S波的场地参数包括V_S30、剪切波场地周期和剪切波阻抗比,而P波的场地参数包括V_P30、地表30m覆盖层内P波的平均传播时间、压缩波场地周期、压缩波阻抗比。本文利用随机效应模型建立了放大比模型,并对所有模型参数都进行了显著性检验。本文研究结果表明:震级、断层深度和震源距离对场地反应谱放大比有着显著的影响,该结论和现有的关于水平地震动分量和竖向地震动分量的研究得出的结果一致。本文中一个出人意料的结果是:在相当短的谱周期上,即在谱周期小于0.3s时,P波参数显著地影响了水平向地震动分量和竖向地震动分量的的地表与孔底的放大比。S波参数在超过0.3s谱周期上对水平向地震动分量和竖向地震动分量的地表与孔底放大比均有影响。更为惊奇的是:当谱周期小于0.4s时,水平向地震动分量和竖向地震动分量的场地放大比会随着剪切波阻抗比的增加而增加。压缩波阻抗比会在0.05s-0.5s谱周期范围内对水平向地震动分量和竖向地震动分量的放大比产生影响,但压缩波阻抗比系数在绝大多数谱周期上为负,表明放大比反而会随着压缩波阻抗比的增大而减小。对于一维（1D）的水平成层场地,场地地表与土层底部的傅里叶谱比值是土层材料特性的函数且阻抗比不会影响传递函数。反应谱放大比和傅里叶谱放大比不同,但对于弹性反应而言,除了不同地震动输入下的反应谱放大比不同以外,反应谱和傅里叶谱放大比应该是相似的。阻抗比的影响可能源于二维或三维效应,因为KiK-net中仅有少部分台站的地表和孔底的的传递函数具有一维特性。本文通过二维盆地模型来验证阻抗比的影响,建立4组不同宽深比的弹性盆地模型,假定地震波的入射方向为垂直入射,因此可以分别模拟完全解耦的横向和竖向地震动。本研究选用了三条强震记录作为输入地震动。模拟结果显示:对于P波和S波而言,其场地放大比在某些谱周期上的确与阻抗比相关。P波入射时,宽深比为4:1的二维盆地模型中心点处,在合理的周期范围内反应谱放大比随阻抗比的增加而增加。在很短的谱周期上,放大比随阻抗比的增大而减小。强震记录的能量频谱分布似乎也是一个影响反应谱放大比的因素。在长周期上,例如4.0s谱周期,其中一条记录的放大比会随着阻抗比的增加而增大,而另外两条记录的放大比则非常接近1.0。在中长周期上,盆地宽深比越大,则阻抗比对放大比的影响越小。S波入射时,阻抗比对放大比的影响与P波入射时相同。在短周期上,放大比通常会随阻抗比的增大而减小,在中长周期,盆地中心点的放大比往往会随着阻抗比的增加而增加。阻抗比在长周期上对于放大比的影响效果要小于其他谱周期。