本文针对运营中的高速铁路无砟轨道病害产生情况,通过研究无砟轨道病害的机理,建立无砟轨道病害模型并正演,探讨使用探地雷达检测无砟轨道病害的可行性,设计出适合的雷达探测方案,对基于雷达图像的无砟轨道病害进行分类,并根据实测雷达数据,应用支持向量机理论,进行了试验性的无砟轨道病害特征提取。(1)根据目前掌握的各种无砟轨道病害,以病害的基本成因和表现特征为前提,对现行分类方法进行归纳提炼的基础上,对无砟轨道典型病害依据病害类型及成因,病害的表现形式,病害的易发部位进行了理论上的重新分类。(2)在对探地雷达电磁波传播理论充分认识的基础上,结合高速铁路无砟轨道的电磁特性以及探地雷达探测路基的工作原理,探讨探地雷达方法检测无砟轨道病害的适用性,并进行了针对无砟轨道病害的探地雷达检测方案的设计。(3)基于时域有限差分原理,建立无砟轨道及其典型病害介电特性模型,对正常路基及典型病害进行了正演模拟分析,研究无砟轨道病害在雷达理论图像上的特征。通过典型无砟轨道病害正演模拟图像与病害实测图像进行对比分析,得到了无砟轨道病害雷达图像特征,从而建立基于探地雷达图像特征的无砟轨道病害分类,进而为基于支持向量机的无砟轨道病害特征提取提供理论依据。