海洋资源的开发以及岛屿和珊瑚礁上的土地开垦变得越来越重要。这一点在中国南海尤为突出，该地区以其高地震活动性而闻名[[1], [2], [3], [4], [5], [6]]，这对珊瑚岛基础的长期稳定性构成了重大挑战。该地区的人造岛屿建设主要依赖于钙质砂，这种材料具有独特的力学特性，包括高压缩性、低颗粒强度以及在动态载荷下容易产生变形的倾向[[4], [5], [6], [7], [8], [9]]。因此，中国南海珊瑚岛基础的地震动态响应与典型内陆场地的响应存在显著差异[10,11]。
许多学者使用元件尺度实验方法对钙质砂的动态特性进行了广泛研究([12,13]; [[14], [15], [16]]）。Shahnazari等人[17]进行了三轴试验，研究了围压、相对密度和粒径对钙质砂颗粒破碎的影响，发现轴向应变是控制颗粒破碎的关键因素。Giang等人[18]使用弯曲元件试验发现，钙质砂颗粒的低球形度和高角度导致剪切模量增加。最近的研究进一步表明，钙质砂的力学行为受颗粒间摩擦、膨胀性、颗粒破碎、孔隙比、固结各向异性和应力路径的强烈控制，可以在临界状态土力学框架内进行有效解释[[19], [20], [21], [22]]。
大规模动态模型试验有助于克服元件试验的局限性，如样本量小、边界条件理想化以及无法真实捕捉现场尺度动态响应[[23], [24], [25], 26]。最近的研究对珊瑚砂和钙质砂基础的地震行为进行了深入研究。Ding等人[27]进行了振动台试验，研究了地下水位对珊瑚砂地基和上部结构地震响应的影响，表明地下水条件显著影响场地放大效应。He和Zhou[28]以及Zhou[29]的离心机和振动台试验评估了护岸堤和相邻框架结构的地震性能，揭示了基础组成、孔隙压力发展和残余沉降对结构稳定性的显著影响。此外，关于海上风力涡轮机基础的离心机和振动台实验[30,31]突出了流体-土壤相互作用和动态耦合效应对海上结构地震设计的重要性。Liu等人[32]对三维基础隔震结构的耦合地震响应进行了综合实验和分析研究，强调了土壤-结构相互作用和多方向动态耦合在准确评估地震性能中的重要性。
此外，对人工砂岛上建造的堤坝和地下结构的研究进一步加深了对填海环境中的变形机制和地震稳定性的理解。研究地震场地效应对于准确评估地震载荷下结构和地下设施的响应至关重要。虽然以往关于场地放大效应的研究主要集中在近地表沉积物和地形条件的影响[33,34]，但放大效应随深度的变化却较少受到关注。
动态模型试验能够在受控条件下有效再现地表台站观测到的地震记录。它们提供了关于波传播、场地放大效应和土壤-结构相互作用机制的宝贵见解，从而弥补了实际地震观测中可靠深部运动数据的不足。Wang[35]表明，从基岩到上覆土壤的地震波传播会触发不同的振动模式，导致系统性的深度依赖性放大模式。Liu等人[36]通过离心机建模发现，基于海洋的场地的放大效应略弱。理解深度依赖性放大对于阐明场地响应机制以及深埋地下结构和生命线系统的地震设计至关重要。
中国南海是一个地震活跃区域，但记录的地面运动数据仍然有限。因此，与陆地石英砂相比，人们对钙质砂基础的深度依赖性、模式间的场地放大特性仍缺乏了解。为填补这一空白，本研究采用振动台试验来研究钙质砂和石英砂基础在地震动态响应上的差异。此外，还应用了基于频谱比方法的综合分析框架（包括相干性校正和多模态分析），考虑了破坏性干涉效应，系统分析了填海钙质砂沉积物的场地放大特性。本研究为珊瑚岛填海项目的地震设计提供了坚实的科学和技术基础。
