高速列车行驶振动对路基、隧道、桥梁等周围环境的震害问题值得重视。随着青藏铁路2006年7月1日开通运营，以及我国陆续开始在冻土地区开工建设高速客运专线（沈大客运专线）以及地方铁路（青海省柴木地方铁路）等铁路工程，冻土场地铁路路基的振动与动力稳定问题日益突出，由列车高速行驶振动所引起路基的振动与变形将成为一个关键性的科学问题。同时，由于青藏高原地区的新构造运动活跃和强震多发背景，冻土地区的地震灾害研究也逐渐成为冻土地区研究的热点问题。目前，多年冻土地区的场地地震动参数研究正处于探索阶段，冻土地区的地震震害防御及场地区划工作也面临着很大的挑战。　　多年冻土是一种特殊土类，它对温度十分敏感而且性质很不稳定。工程实践和相关研究表明，负温值是决定冻土强度因而也是决定冻土作为构筑物基础时承载力的最重要因素。近数十年来由于全球气候变暖，青藏高原年平均气温普遍上升0.2～0.4℃，气温年较差逐年减小，该区多年冻土多呈区域性退化状态。这种升温退化预示着青藏高原地区多年冻土强度会逐步降低，而在动力作用的叠加效应之下，将可能使青藏铁路的正常运营面临更大风险。　　本文以青藏铁路路基工程为研究对象，运用钻孔波速测试、野外强震监测及数值模拟等手段，对机车荷载作用下青藏铁路路基结构的动力传递特性、动力响应特性及变形特征进行了系统深入的研究，并进行了长持时的机车荷载作用下路基结构的蠕变变形分析;同时，在青藏高原多年冻土波速特征分析的基础上，进行了冻土场地地震动参数的研究工作，并进行了路基结构工程在地震荷载作用下的地震响应计算。基于以上研究内容，本文得到了以下主要结论:　　(1)在全面了解青藏高原多年冻土区工程地质条件的基础上，选择典型场地进行了钻孔波速测试，分析了冻土场地土体的波速特征。通过测试结果分析可以看出，冻土区岩土体波速普遍较非冻土区大，岩土体波速比（横波∶纵波）在0.7左右，较以往的经验值或其它地区为大。同时，含冰量和温度是影响冻土波速的重要因素。含冰量越高，冻土层的波速值越高;而随着冻土本身的温度降低，波速也会相应地增大。　　(2)通过开展青藏铁路沿线多年冻土区路基在机车通过的实时强震动测试，获得了素填土路基和块石路基的振动传递特性和衰减规律。由于块石层的铺设，导致水平方向上，振动传递特性较素填土路基有明显差异，主要表现在振动频谱特性的差别，块石路基的振动传递更为复杂。素填土路基沿CH3上下方向的振动衰减效应最小，块石结构路基沿上下方向的振动衰减要大于两水平方向的振动衰减。　　(3)在大量试验资料基础上，进行了机车荷载作用下冻土区铁路路基结构的动力反应分析，研究结果表明，块石层的铺设可以有效降低机车荷载振动传递的能力，减小机车振动对路基结构的影响，当振动传递到冻土上限位置，其影响可以忽略不计。块石层的铺设改变了机车荷载作用下路基结构内部的应力应变特性。较素填土路基而言，块石路基内部的最大主应力增大，而最大剪应变幅值、应变范围均减小。素填土路基结构在不同季节，机车振动传递均表现出明显的衰减效应，在暖季的机车震动处于一种线性的衰减的趋势，而在寒季时，其衰减呈现明显的非线性特征。机车震动的衰减主要发生在人为上限以上土体内，人为上限位置的机车震动加速度最大幅值衰减到10％左右，并且活动层在融化状态下的路基振动衰减效应略大于活动层在冻结状态下的振动衰减。　　(4)基于冻土三轴流变实验的基础上，引入冻土的蠕变方程，通过有限元数值分析软件建立将时间硬化和Druker-Prager屈服破坏准则塑性耦合蠕变模型，对典型的青藏铁路多年冻土路基进行了机车荷载累计作用下的蠕变分析。研究结果表明，机车荷载对路基中心的水平变形影响很小，主要表现为两侧护坡的变形，两侧护坡水平总位移可以达到4.86cm。机车荷载作用产生的变形量占总变形量的10％以下，竖直方向沉降变形随路基深度的增加而逐渐减小。最大蠕变应变出现在两侧坡脚位置，随着时间的变化蠕变应变逐渐增大，应变速率逐渐减小。　　(5)采用一维土层地震反应分析理论，在现场波速测试和室内动三轴试验成果的基础上，开展了多年冻土地去场地地震动参数的研究，分析了多年冻土活动层、冻土厚度对地震动参数的影响。研究认为活动层融化状态下，场地的地震反应要比冻结状态下更加强烈，地表加速度和位移均要明显增大。随着基岩地振动幅值增大，加速度放大与活动层厚度的关系出现明显非线性特征，且该非线性特征在活动层为融化状态下时表现得尤为显著。随着冻土厚度的增加，地表峰值加速度和位移均呈现增加的趋势。随着基岩输入震动的增大，土的非线性使得土体结构放大系数减小。同时场地地震动放大特性和场地反应特征周期具有一定的相关性。　　(6)通过对路基结构在地震作用下的应力应变分析可以得到，随着地震波最大加速度的增大，结构的最大应力响应均为增加趋势。路基结构的最大应变发生在路基下方多年冻土上限位置，并且应变值随着地震波最大加速度的增大而明显增大;在不同超越概率地震荷载作用下，路基结构内多年冻土上限附近土体进入塑性区，并且塑性区范围及幅值随着地震加速度的增大而增大。