本文通过国内外资料调研、震害调查、室内外试验和数值模拟的方法，探讨了地震液化大变形物理机制、影响因素及主要变化规律，提出了实用预测方法和桥梁桩基抗液化大变形的措施。研究工作主要包括： (1)通过对国内外有关文献的研究分析，总结了地震液化大变形及其对桩基影响试验研究现状，地震液化大变形对桩基影响预测方法、适用条件、存在问题；液化地基桩基抗震设计现状与存在问题；液化大变形防治措施研究现状。 (2)对地震液化大变形的发生机理、影响因素进行了分析，认为地震液化引发的地面大变形主要受控于地震、场地和土质三方面因素的影响，只考虑地震因素或只考虑场地条件的计算预测方法都是不全面的，合理的预测计算模型应综合地反映上述因素对地面大变形的影响。 (3)详细分析了两种自由场地液化大变形预测模型——基于室内动三轴试验的双曲线模型法及基于原位测试(CPT或SPT)的半经验预测法，并将预测结果与实测资料进行对比，结果表明：在同等条件下，前者预测结果显著偏小；基于CPT或基于SPT原位测试的预测方法，计算结果相差不大，且预测值和实测值相近。由于侧向大变形受控于液化层中的分布残余剪应变，液化层厚度在侧向变形模型中起到重要作用，分析表明基于CPT(或SPT)原位测试的半经验法对于工程设计来说，应该是一个相对较好的预测方法。 (4)目前，桩基础在水平荷载作用下的桩身内力和位移计算一般适用于桩侧土比较均匀且桩身发生较小挠曲变形的情况，而对于发生地面大变形且桩侧土刚度差异较大时，这些方法不能反映桩身的真实受力情况。针对桩基规范计算图表及m法计算的局限性，应用改进的NEWMARK法编制了计算程序，拓宽了m法的计算条件，使其适用于多层地基横向受荷的内力和位移分析，适用于桩侧土地基系数沿桩身变化的情况，且计算精度可控制，不需查取图表。 (5)应用有限平衡方法对液化大变形条件下桩身内力进行计算分析。针对二层土和三层土地基模型，分有无桩帽等情况，根据静力平衡条件，应用基于离心模型试验的LE法进行了桩身内力分析。分析表明：在二层土中，桩身最大弯矩由液化土层压力决定；三层土中，桩身极值弯距主要受浅层非液化土的被动屈服影响。 (6)对自由场地液化大变形进行了数值模拟，模拟时考虑了不同地层组合、不同地形情况，包括：不同地震加速度、倾角、液化层厚度等情况下，二层和三层土体液化大变形的规律；不同液化层空间位置、液化层边界条件、有无临空面等情况下，液化大变形的规律。并对液化层空间分布的影响进行了数值分析(考虑三种地层组合情况、三种地形情况)。 (7)对天然地基地震液化大变形对桥梁桩基的影响进行了数值模拟，分析了三层土和两层土模型中桩基的响应规律(具体可分有无桩帽、单桩与群桩等情况)，并与离心模型试验结果进行了对比。 (8)对碎石桩法处治液化大变形的效果进行了数值分析，并探讨了设计桩长、加固范围对处治效果的影响。 (9)将上述研究应用到宿淮高速公路京杭运河特大桥桩基抗液化大变形的分析论证。在对宿迁地区地震工程地质条件、区域内液化土液化等级、50年10％超越概率水平的地面峰值加速度等分析的基础上，应用两种预测模型对宿淮高速公路宿迁段京杭运河特大桥自由场地的地震液化大变形进行了计算，通过场地两个典型剖面的计算表明：在可能的地震条件下，液化地基将产生3～4m的侧向大位移；对该地震液化大变形条件对桥梁桩基的影响进行了分析。 (10)从工程地质选址、工程勘察、地基处理、桩基及结构构造措施几个方面对液化大变形的防治提出了建议，以供液化大变形地基上桥梁工程设计参考。