随着强震记录的不断积累和竖向地面运动的震害日益突出，人们越来越认识到竖向地面运动有时是不可忽视的，因此竖向地面运动是目前地震工程界急需完善的一个课题。本文选取台湾集集地震主震和较大的5次余震记录详细地研究了竖向地面运动的特性，并以竖向和水平运动的反应谱比值为主要研究对象。 本文研究内容主要分两大部分。一是近断层谱比值，选取主震的断层距20km以内的近断层记录，按照上下盘、断层距、场地条件进行分组统计，旨在揭示近断层竖向地运动的特征。二是通过研究主震和余震记录反应谱值的衰减规律来观察中远场竖向地面的运动特点，以揭示震级、断层机制、断层距和场地条件对竖向地面运动的影响。 由于在集集地震之前大部的记录都是模拟记录，所以反应谱的有效周期最多也只能达到3～4s。而在集集地震得到的记录都是高分辨率数字强震仪记录的，这样，经过对记录的基线校正，本文做出了长达20s的反应谱和10s的谱比值曲线，从而使我们可以对地面运动长周期的性质有进一步的了解。在大于3s的长周期段，本文得到的谱比值曲线有一个峰值，尤其是较近断层的场地(如断层距小于50km)，这个特点更加明显。这个特点不仅在主震近断层的分组统计中，而且在5次余震的回归统计中也同样存在。这说明与水平运动相比，竖向运动不仅是在小于0.1s的短周期显著，在大于3s的长周期同样也不可忽视。 在研究集集地震的大量文献中，场地分类普遍都采用随数据光盘的分类方法。但本文则根据量化指标Vs30，使用NEHRP的分类标准，这样的场地分类更合理可信。本文在进行回归分析时，观察到的谱值和谱比值都与场地关系密切，这也是与场地不同的分类方法有关的。 在回归分析中，作者将传统的非线性回归或线性回归改进为限制震级饱合系数的线性回归。这样不但可以使计算速度大为提高，还可以在保证震级饱合系数的有合理的物理解释，且使标准差控制在一个较小的范围内。