地裂缝作为一种表生的地震灾害现象,其灾情发生频率与灾害规模逐年加剧,不仅造成了各类工程建筑、交通设施、城市生命线工程的破坏和土地资源的浪费,而且可能导致一系列严重的生态环境问题。目前关于地裂缝成因机理、分布规律、活动特性和动力响应等方面的研究已获得大量成果,但对于地震引发的地裂缝场地损伤和隐伏地裂缝扩展尚缺乏研究资料。通常,在地震作用下,地裂缝场地中的土体会发生损伤累积并引发次生裂缝,隐伏地裂缝的上覆土层也会产生破裂扩展,使地裂缝出露地表,这些灾变行为将直接影响建筑物的安全。因此,开展地震作用下地裂缝场地损伤量化与裂缝扩展研究具有重要的理论意义和工程实用价值。本文以西安地裂缝场地为研究对象,在振动台试验的基础上进行了地裂缝场地损伤量化分析,利用扩展有限元法进行了地震作用下隐伏地裂缝破裂扩展研究。其主要工作及研究成果如下:首先,引入希尔伯特-黄变换频谱分析方法,探讨了希尔伯特边际谱的物理意义,并利用MATLAB编写了实现该功能的程序。其次,利用希尔伯特-黄变换应用于地震时程分析的优势,确定了基于希尔伯特-黄变换的损伤量化方法。通过分析振动台试验地表损伤指数与峰值加速度和试验现象之间的关系,验证本文损伤量化方法的可靠性,并分析了不同地震动强度下地裂缝场地不同位置土体的损伤发展规律。再次,利用ABAQUS非线性分析软件,建立了贯通地裂缝场地和隐伏地裂缝场地有限元模型。通过裂缝可扩展模型与不可扩展模型的加速度响应对比,比较两者模拟方法的优劣,并验证本文有限元建模方法的可行性。最后,通过有限元模拟得到了不同强度地震波作用下的隐伏地裂缝破裂扩展规律。并从土体抗拉强度、上覆土层厚度和裂缝倾角三方面出发,分析不同土体参数和土层结构对地裂缝扩展的影响。