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强非线性下土层地震反应数值模拟方法是国际难题,等效线性化是该类问题最佳求解方式之一.提出了全局等效剪应变的概念和算法,编制了新的等效线性化土层地震反应计算程序.研究表明,以0.65倍最大剪应变为等效剪应变的传统方法不适于土层强非线性应变模拟,采用全局优化,以可参与性和完整性为原则构建全局等效剪应变.可参与性由有效剪应变门槛值确定,以峰值超过门槛值的所有剪应变波共同参与计算来实现剪应变信息的完整性,并采用零交法保证等效剪应变与剪应变时程之间有唯一对应关系.以KiK-net井下台阵46个场地、地表PGA为0.04g～1.21g的1963组实测记录为样本,对该方法和现有其它方法进行了对比检验,结果表明所提出的概念和公式正确合理,可很好地解决模拟强非线性下场地地震放大作用的问题.