路基是铁路线路的重要组成部分。特种列车运输与作业时、重载列车颠簸时或起重设备工作时会对路基产生较大的竖向冲击载荷。该载荷作用过程中,铁路路基会产生振动、变形,进而引起轨上列车及相关设备发生耦合运动而受到扰动。为研究冲击载荷作用过程中铁路路基的动态响应和变化规律,对路基进行建模和仿真分析。针对冲击载荷的作用特性,结合有限元、无限元等手段,基于ABAQUS软件建立了合理有效的分层结构、弹塑性材料、无限元边界的路基有限元仿真模型,研究了路基模型在冲击载荷下的动态响应,并分析了地基弹性模量、载荷等对路基响应的影响规律。分别讨论了典型Ⅰ级铁路与Ⅲ、Ⅳ级铁路对冲击载荷的承载能力,分析了路基及上部设备正常工作所应满足的条件,为不同线路条件下载荷作用效果的预判提供参考。基于路基模型的振动响应,研究了路基模型的进一步简化方法,为路基后续研究和路基模型的应用奠定基础。主要成果如下:(1)针对冲击载荷的作用特性,基于现有Ⅰ级铁路路基的规范与实际,结合有限元软件建立了有限长度路基三维仿真模型,并通过算例验证了模型的正确性;(2)计算和分析了路基对冲击载荷的动态响应情况,包括路基的振动、变形及动应力的衰减情况,综合研究了铁路路基在冲击载荷下的变化过程和结果。(3)考虑不同地基环境和不同载荷大小的影响,讨论了不同线路条件的路基对冲击载荷的响应规律。根据路基各层的承载能力,判断了冲击对路基的作用效果。(4)建立了Ⅲ、Ⅳ级铁路的路基模型,计算了低级铁路路基对冲击载荷的响应状态,论述了判断该路基是否满足冲击承载条件的方法。(5)通过不同建模方法下计算结果的对比,得出了路基材料的塑性特性对路基振动影响较小的结论,分析了边界处理对振动响应计算的重要性。(6)提出了根据路基有限元模型的振动响应将其简化为弹簧阻尼模型的方法,对比发现该计算方法所得的刚度与阻尼值与理论计算值相当,论证了其合理性。