近年来,由高速轨道交通引起的环境振动问题日益突出,因此如何有效计算场地振动的响应统计特性,以及对高速列车引起的环境振动进行预测显得尤为重要。车辆和结构的相互作用具有强随机性,本文将基于随机振动的理论将辛方法、波谱单元法、虚拟激励法、薄层法,引入到耦合系统的振动分析中,计算分析了高速列车所引起的地基土振动的统计特性及场地反应谱,对环境振动的预测评价方法提供一定的理论参考。本文主要的研究内容为:(1)车辆-轨道耦合系统垂向随机振动分析本文将轨道视为无穷周期结构,联合辛方法和波谱单元法建立有砟轨道的波谱-辛运动方程;再利用虚拟激励法将不平顺转换成虚拟简谐激励力,可计算得到车辆、轨道各构件的虚拟响应,由此即可得到系统振动响应和轮轨力的功率谱密度函数。最后在数值算例中验证了本模型的正确性,并讨论了地基土特性对耦合系统各构件随机振动响应的影响。(2)高速列车引起的场地非平稳随机响应列车运行所引起的轨道的随机振动会经由地基土向四周传播,对附近场地造成影响。轮轨力荷载具有随机性,所以轨道附近地表上的任意观测点的振动响应是一个非平稳随机过程。首先利用薄层法建立轨道-地基土耦合模型。再利用虚拟激励法,求解移动轮轨力荷载列作用下,地基土的振动响应统计特性。在数值算例中分析了单个轮轨力或轮轨力荷载列作用下地表振动响应统计特性。(3)高速列车引起的振动阈值分析首先比较了不同的振动标准,选取适当的振动环境划分及相应的振动限值;计算不同行车速度下的场地振动反应谱;并将其与所选定的环境振动限值进行对比,最终得到在不使用任何减隔振措施时,不同振动环境达到振动限值时对应的场地土卓越周期和距轨道中心距离的阈值,为实际的工程选址提供一定的理论参考。