重载运输是我国铁路货运发展的重要方向,但在大轴重作用下,运输期间部分隧道基底出现了底部开裂破损、翻浆冒泥等病特别害,对于湿陷性较大的黄土隧道基底,这些病害表现的更为严重。因此,研究重载列车荷载作用下黄土隧道基底动力响应特征、分析隧道基底沉降及变形规律、制定变形控制对策具有理论意义和实践价值。分析了重载列车振动荷载下对隧道动力响应,讨论了重载列车荷载施加方法,采用人工激励的方式来模拟列车振动荷载,通过有限元分析,获得了重载列车作用在隧道基底结构上的荷载时程曲线。以山西中南部铁路通道中的石楼隧道为研究背景,建立了重载铁路黄土隧道基底三维动力学模型,分析了黄土隧道基底的动力响应特征,得到了轴重对隧底结构动力响应的影响规律。从隧底位移、加速度、应力等方面的增量分析了仰拱矢跨比、填充层厚度、仰拱厚度、铺底厚度对黄土重载铁路隧底结构动力响应的影响,得出了黄土重载隧道的基底加固参数与动力响应之间的关系。分析了重载铁路隧道基底病害机理,优化了黄土重载铁路隧道基底加固方案,提出了基底注浆加固的对策,进行了基底注浆加固前后仰拱中心竖向位移与加速度对比以及衬砌应力峰值对比,验证了重载铁路黄土隧道基底注浆加固的施工技术的可行性。