随着高速铁路交通运输的发展,无砟轨道结构在我国高速铁路上的应用越来越普遍。但目前我国在无砟轨道路基设计大多借鉴国外经验,对无砟轨道—路基系统的动力特性及影响参数的研究还不够成熟。因此,本文在前人研究的基础上,采用理论分析及有限元数值模拟分析对无砟轨道路基的动力特性进行了研究,主要取得了以下成果:(1)采用“规范法”计算了动应力随深度衰减规律及路基顶面产生的动变形幅值,理论分析铁路路基受力机理;(2)本文建立了无砟轨道—路基系统动力分析模型。通过Fourier级数变换得到了高速列车动荷载的表达式。利用有限元分析进行了数值计算,分析了高速铁路路基内动力时程分布、动力响应沿深度的衰减规律及动力沿横向的衰减规律。研究表明:路基内动力随时间变化存在明显的轮对效应,路基内动应力沿深度及水平向递减。(3)将规范计算的动应力与数值模拟计算的动应力随深度的分布及衰减规律进行对比,分析结果表明,规范计算的动应力与数值模拟计算的动应力的变化规律是一致的。(4)通过建立无砟轨道—路基系统的三维有限元数值模型,分析了路基材料特性、列车时速及轴重等因素对路基动力特性的影响。研究表明:基床表层弹性模量对路基内动力响应影响不明显;基床底层弹性模量的增大能显著降低基床表层的位移,有利于减小结构不平顺;列车轴重对无砟轨道路基存在着较大的影响。轴重的增加对基床表层中的动应力幅值及动位移的影响较大;因此,提高车速对路基动力的影响较大;(5)本论文建立了列车相向运行的双线高速铁路轨道—路基系统耦合动力有限元模型,研究基于两列动车相向运行时,双线高速铁路路基沿深度方向的动力分布及传递规律。计算表明:列车相向运行时,路基内的动应力及动位移增大,但加速度幅值基本不变;(6)本文通过数值模拟分析了单双线列车运行时沿横断面的变化规律,计算表明:双线列车行驶时,路基动力变化更加均衡,但是,基床表层动应力随转向架的运行呈驼峰型分布,列车荷载所引起的动应力振幅要大于单线行驶时的振幅,因此,双线行驶时对基床表层的影响更持久,损伤更大。