近年来随着高铁的快速发展,中国已经初步建成四纵四横的高速铁路网。然而作为地震多发国的中国,多条已建成和在规划的高铁线路处于地震高烈度区,这严重威胁着车辆的运行安全性。特别,高铁线路广泛采用的铁路高架桥在地震时会放大地震波对车辆安全性的影响,这使得高速列车在地震条件下车辆行车安全性成为人们关注的重点。车辆脱轨后将会导致严重的人员伤亡和经济损失,然而现今尚无有效的方法完全避免脱轨,因此开展减少车辆脱轨后损失的措施研究具有十分重要的现实意义。基于此,本文主要开展地震条件车辆脱轨前机理研究、车辆脱轨后动态行为和安全防护技术研究,主要工作如下：(1)开展车辆轨道耦合动力学模型研究,建立地震条件下桥梁桩土相互作用模型和考虑地震输入的车辆轨道耦合动力学模型；构建基于面向包围盒碰撞检测技术的车辆脱轨后动力学模型,并建立单车以及列车脱轨后动力学模型。利用现有商业软件和试验数据对轮轨耦合动力学模型进行验证；采用半车脱轨试验和整车脱轨试验对脱轨后动力学模型进行验证和修正。(2)基于车辆轨道耦合动力学模型,开展对地震条件下车辆脱轨机理研究；分析地震波特性(垂横幅值、幅频特性和作用方向)对车辆运行安全性的影响机理。研究地震条件车辆侧滚脱轨行为,基于车辆侧滚脱轨过程提出车辆侧滚脱轨准则；该脱轨准则基于地震横向加速度,通过地震加速度幅值判断车辆在地震条件发生侧滚脱轨的可能性。随后,进一步分析地震后车辆通过塑性变形轨道的安全性。(3)利用试验修正后的车辆脱轨后动力学模型,对地震条件下高速列车动车和拖车脱轨后动态行为进行深入的研究,分析脱轨过程中可能的动态行为和接触状态；基于列车脱轨后动力学模型对列车编组类型对车辆脱轨后动态行为的影响进行讨论,提出减少脱轨后损失的编组方式。基于车辆脱轨后动力学模型,对减少车辆脱轨后损失的安全防护技术进行详细的分析；通过试验及理论分析研究轴箱L形脱轨防护装置对车辆脱轨后动态行为的影响；讨论牵引拉杆座垂向止挡和防脱轨护轨对车辆脱轨安全性的影响；提出一种具有脱轨防护作用的轨道板结构。