摘要：重载铁路以其轴重大、运能高、运输成本低等特点,已经成为铁路运输发展的一个重要方向。列车轴重的增加必然会使轨下基础承受更大的振动荷载,对重载铁路隧底结构安全性造成影响。为了保证其运营的安全稳定,就要求结构设计更合理并具有更长的使用寿命。本文依托国家自然科学基金资助项目煤炭联合基金(U1361204)和国家自然科学基金资助项目(51278494),采用理论分析和数值计算相结合的方法,对不同结构型式、不同基底状况下重载铁路隧道底部结构动力响应特性及疲劳寿命进行了系统研究,主要研究内容和成果如下：(1)建立重载铁路隧道-围岩耦合三维有限元模型,探讨了不同仰拱矢跨比、仰拱厚度、填充层厚度等条件下重载铁路隧底结构动力响应变化特征,量化分析了各结构设计参数对动力响应的影响规律。(2)根据隧底结构受力状态,选择合适的疲劳寿命预测方法,结合动力有限元计算结果,利用疲劳计算软件分析了不同结构型式下隧底结构疲劳寿命变化规律,提出了满足隧道底部结构耐久性与使用寿命的设计参数合理取值。(3)通过动力计算与疲劳寿命计算的对比分析,确定了隧底结构是重载铁路隧道设计的关键部位,结构的受力状态则是重载铁路隧道设计中应考虑的首要因素。(4)采用动力计算和疲劳计算相结合的方法,量化分析了隧道底部基岩软化、基底脱空等基底状况对隧底结构动力响应及疲劳寿命的影响规律与影响程度,并探讨了结构疲劳寿命随基底状况变化的发展趋势。