铁路运输作为国民经济命脉,以其运量大、安全系数高、环境污染小等优点在我国交通运输行业中占据着举足轻重的地位。随着国家《中长期铁路网规划》(2016-2030)的深入实施及延安、兰州等地大规模“削山造城”工程建设的大力发展,黄土地区的铁路工程建设具有较为广阔的发展前景。但是,黄土地区的铁路路堤变形及强度劣化和环境振动问题也比较突出,严重威胁着铁路列车的安全运行。鉴于此,本文依托“湿陷性黄土地区大厚度填挖铁路路基填筑与加固技术研究”科研课题,采用室内试验、理论分析及数值计算相结合的技术手段,研究了非饱和压实黄土的动力特性、列车低频振动下黄土铁路路堤的动力响应等问题,主要研究内容及成果如下:(1)通过室内动三轴试验研究了不同围压和加载控制方式对压实黄土动应力应变关系的影响规律。结果表明,压实黄土的动应力应变关系符合双曲线模型;加载控制方式不会改变压实黄土骨干曲线的类型,但会影响所拟合模型参数的大小。(2)基于有限元软件ABAQUS,建立了黄土铁路路堤“有砟轨道-路堤-地基”动力耦合数值模型,并对固定边界、粘弹性边界和无限元边界进行了对比分析,优选粘弹性边界作为本文数值模型的边界条件;基于FORTRAN语言对ABAQUS软件进行二次开发,实现了列车荷载在轨道方向上的移动;对比分析了车辆编组数量对路堤动应力和动位移幅值的影响,优选三车厢模型作为本文列车荷载模型。(3)分析了轴重25t、行驶速度120km/h情况下,黄土路堤各结构层动应力、动位移、振动速度及加速度响应基本分布规律及影响范围,若以衰减至路堤表面幅值的20%时所对应的深度作为竖向动应力、动位移、加速度及振动速度的影响深度,则影响深度大小关系为:动位移>动应力>振动速度>加速度。(4)对比分析了列车轴重、行驶速度及路堤填筑高度对黄土铁路路堤动力响应分布规律的影响。结果表明,轴重、行驶速度、路堤填筑高度对各结构层动力响应基本分布特征的影响较小,但会显著影响其幅值大小。在基床范围内,轴重对竖向动应力和动位移的影响最为显著;行驶速度对竖向加速度和振动速度的影响最为显著;路堤填筑高度仅对竖向动位移具有一定程度的影响。