数值模拟是解决土-结构动力相互作用问题的重要手段,而有效的波动输入方法是确保地震作用下土-结构动力相互作用问题数值模拟精度的一个关键环节。本文对土-结构动力相互作用分析中地震波动输入方法及其应用进行了系统研究,提出了基于人工边界子结构的地震波动输入方法和基于内部子结构的地震波动输入方法;在此基础上对波动输入方法的推广应用进行研究,给出了一种近震源复杂场地结构地震反应的多尺度分析方法和混合波场波动输入技术;最后结合所提出的地震波动输入方法,研究了浅埋地下结构在不同类型地震波作用下的动力反应特性。主要研究工作和成果如下:(1)提出了基于人工边界子结构的地震波动输入方法,通过对人工边界子结构模型的动力分析,直接获得用于实现波动输入的等效输入地震荷载,避免了原波动方法为获得等效输入地震荷载需采用的较为复杂的处理过程,具有模拟精度高、等效地震荷载计算简便、地震动输入过程更易于实施的特点。通过弹性半空间和成层半空间地震反应算例验证了新方法的有效性。(2)给出了一种计算近震源复杂场地条件下结构地震反应问题的多尺度计算方法,通过震源-场地大尺度模型获得广义自由场地震动,利用基于人工边界子结构的波动输入方法,实现土-结构小尺度模型的地震反应分析,数值算例验证了多尺度分析方法的有效性。对于实际工程中存在的全域自由波场无法求解的情况,提出了地震波动输入的混合波场技术,结合基于人工边界子结构的地震波动输入方法,通过斜坡地形场地地震动分析算例验证了该技术的可行性。(3)提出了一种具有普适性的地震波动输入方法——基于内部子结构的地震波动输入方法,将地震波动的外源输入问题变为内源问题处理,使得此波动输入方法适用于各种人工边界条件。通过波动问题数值算例证明了这一方法的正确性。针对阻尼吸收层人工边界,验证了基于内部子结构的地震波动输入方法的适用性,并提出了组合型人工边界,可减小阻尼吸收层厚度和提高模拟精度。(4)结合本文提出的地震波动输入方法,对浅埋地下结构在不同角度入射的SV波、P波,以及Rayleigh波作用下的地震反应开展研究,对结构的内力和场地的加速度反应进行了对比分析,研究了大震作用下地下结构的塑性铰分布,总结了不同类型地震波作用下浅埋地下结构地震反应的特点。