地震液化是造成桥梁基础破坏的重要原因,而单片地下连续墙被证实具有良好的抵抗土体液化的性能,矩形闭合型地下连续墙较单片地下连续墙具有更强的抵抗土体液化的潜力,并且矩形闭合型地下连续墙因具有刚度大、易施工、造价低、噪音小等优点,而广泛应用于桥梁基础。然而,目前有关在可液化场地中矩形闭合型地下连续墙基础抵抗土体液化性能与动力特性的研究仍十分缺乏,限制了其在液化场地中的工程应用。为研究矩形闭合型地下连续墙基础在可液化场地中抵抗土体液化的性能和动力特性,本文基于离心机振动台试验原理设计并开展了三组倾斜可液化场地中(单室/格栅式)矩形闭合型地下连续墙基础的离心机振动台试验,获取了在弱震、中震和强震三种地震工况下场地不同位置以及矩形闭合型地下连续墙基础的丰富的动力响应(加速度数据、超孔隙水压力数据、位移数据等)数据,探讨了组成矩形闭合型地下连续墙基础的矩形框架和承台以及刚度等基础特性,分别在矩形闭合型地下连续墙基础抵抗土芯处土体液化中发挥的作用,揭示了矩形闭合型地下连续墙基础抵抗土芯处土体液化的机理,并且基于矩形闭合型地下连续墙基础抵抗土芯处土体液化的能力、基础自身的位移响应以及基础与土芯向上传递动荷载三个方面的理论分析,对矩形闭合型地下连续墙基础在不同地震荷载工况下、在倾斜可液化场地中服役于桥梁基础进行了评价。通过以上研究,本文获得的主要成果有:(1)通过对比三种地震工况下,远场土体与土芯处土体(矩形闭合型地下连续墙基础所围束的土体)的动力响应特征,证实了矩形闭合型地下连续墙基础具有良好的抵抗土芯处土体液化的性能;(2)通过施加不同幅值的地震荷载,揭示了在非液化和液化场地中矩形闭合型地下连续墙基础的位移响应特征:对于单室地下连续墙基础而言,在基础惯性力和不平衡侧向力的作用下,基础的位移模式以沉降为主,伴随轻微的沿下坡方向的转动;对于格栅式地下连续墙基础而言,在基础惯性力、不平衡侧向力以及“格室效应”的作用下,基础的位移模式以转动为主,伴随轻微的沉降。(3)通过对比两组有、无承台的单室地下连续墙基础的试验结果发现,承台改变了土芯处土体内的应力场和渗流场,一定程度上增强了矩形闭合型地下连续墙基础抑制土芯上部土体液化的能力,并且通过促进土芯内超孔隙水压力的消散缩短了液化的持续时间;承台增大了基础惯性力,但是并未改变矩形闭合型地下连续墙基础的位移模式。(4)通过对比单室地下连续墙基础与格栅式地下连续墙基础的试验结果发现,增大矩形闭合型地下连续墙基础的刚度,有效地增大了矩形闭合型地下连续墙基础抵抗土芯处土体液化的能力;矩形闭合型地下连续墙基础的“格室效应”改变了基础的位移模式,将矩形闭合型地下连续墙基础的位移模式由单室地下连续墙基础的沉降位移模式转变为格栅式地下连续墙基础的转动位移模式。(5)通过对比施加Taft地震波和Kobe地震波两种不同类型的地震波的试验结果发现,不同地震荷载类型不影响矩形闭合型地下连续墙基础抵抗土芯处土体液化的性能,即在不同地震荷载作用下矩形闭合型地下连续墙基础均具有良好的抵抗土芯处土体液化的性能;并且不同地震荷载类型不会改变矩形闭合型地下连续墙基础的位移模式。(6)矩形框架在矩形闭合型地下连续墙基础抵抗土芯处土体液化中的作用为:通过其巨大的刚度有效地抑制了土芯内土体的刚度下降并改变了土芯内的垂向水力梯度;通过其良好的不透水性发挥了截断墙的作用,隔断了超孔隙水压力从远场到土芯处的横向迁移。承台在矩形闭合型地下连续墙基础抵抗土芯处土体液化中的作用为:改变了土芯中应力场的分布,增大了浅层土体的初始有效应力并增大了其抵抗液化的能力,并且改变了土芯中超孔隙水压力的消散模式。(7)矩形闭合型地下连续墙基础抵抗土芯处土体液化的机理有三个方面:首先,围束机理,矩形闭合型地下连续墙基础以其特殊的基础形式有效地围束了土芯处的土体,通过其巨大的基础刚度抑制了土芯处土体在地震荷载作用下的剪切变形,从而抑制了土体刚度的下降和超孔隙水压力的发育;其次,补强机理,承台对土芯处土体施加了附加竖向有效应力,增大了土芯处土体的初始上覆有效应力,增强了土芯处土体抵抗液化的能力;第三,截断机理,矩形闭合型地下连续墙基础因其不透水性能而良好地发挥了截断墙的作用,阻止了超孔隙水压力的横向迁移,保护土芯内土体避免因外部高超孔隙水压力的流入而过早软化。(8)在弱震、中震和强震作用下、场地未液化或严重液化时,通过合理设计矩形闭合型地下连续墙基础的形式以及基础进入持力层的深度,可以保证基础产生可控的位移和较小的动荷载传递,为桥梁结构提供良好的支撑,减轻桥梁结构承受的动荷载,保证桥梁的稳定性与安全性。