高速铁路自21世纪以来蓬勃发展,世界各国的专家学者对高铁列车空气动力学问题从理论和实践上都有系统深入的研究,但由于列车型号的改进、运行速度的提升以及隧道实际情况的差异性,高速铁路隧道气动效应的研究仍有许多新的理论与技术上的难题亟待解决。我国是一个多山的国家,长大隧道普遍存在,列车运行速度的不断提高将使高铁隧道空气动力学成为我国铁路提速、发展高速轨道交通的关键基础学科。目前,我国正线旅客列车设计行车速度为350km/h的铁路已交付运营的项目有京沪、京津城际、武广、广深港高速铁路和郑西高速铁路,正在建设的项目有贵广、合福、杭长客专等。本文以京沪高速铁路科技重大专项——高速铁路隧道关键技术研究项目为背景,主要采用数值模拟研究方法,针对列车以350km/h的运行速度通过入口设置有扩大断面缓冲结构的双线隧道的气动效应进行研究,其中缓冲段分为无开口型和顶部单开口型,扩大断面分别设置为拱形和矩形两种。通过采用降低隧道内压缩波压力梯度的方法,对大量工况的数值模拟分析计算,得出最优断面扩大率、缓冲段长度、开口位置、开口率、开口长宽比、矩形断面的宽高比等参数,并对缓冲结构断面面积分别为155m2和200m2的开口参数进行了对比。主要结论如下：(1)在隧道入口设置拱形扩大断面无开口型缓冲结构时,断面扩大率为2.0倍的压力梯度峰值削减到最低,而每增加一定的断面面积,1.6倍扩大率的每平米降低率最高,降低效果明显优于其他断面扩大率,更经济适用。(2)缓冲结构长度的改变对压力梯度峰值的影响是很有限的,建议设置其长度为20m,削减效果较好。(3)设置155m2拱形扩大断面顶部单开口型缓冲结构时,开口最优位置为边线距缓冲结构洞门3m,最佳开口率为24%和30%。开口率不同时,开口的最佳长宽比不一致,实际工程中建议采用6.4m×3.75m或5m×6m矩形形式的单开口。(4)矩形扩大断面的最佳宽高比为1.7,断面扩大率和开口形式对压缩波压力梯度的影响规律与拱形扩大断面缓冲结构相似。实际工程中建议采用6m×3.2m或5m×4.7m矩形形式的单开口。(5)断面扩大率不同时,缓冲结构开口的最优参数也不同。