本文运用无穷周期结构的辛数学方法与随机振动的虚拟激励法,建立了车辆定点和车辆移动的车-线-隧垂向耦合随机振动分析模型,并据此计算分析了扣件胶垫频变刚度影响下车-线-隧垂向耦合系统的随机振动频响特征,主要的研究内容如下：(1)运用随机振动的虚拟激励法和无穷周期结构的辛数学方法建立了计算精度、计算效率均较高的车-线-隧垂向耦合随机振动虚拟辛分析模型(即车辆定点激励模型)与车-线-隧垂向耦合随机振动扩展辛分析模型(即车辆移动激励模型),并据此对比分析了车-线-隧垂向耦合系统在平稳/非平稳随机激励作用下的频响特征。(2)以地铁盾构隧道内的长枕埋入式轨道结构为例,结合扣件胶垫刚度随荷载频率的变化特征,运用车-线-隧垂向耦合随机振动虚拟辛分析模型,探讨了扣件胶垫频变刚度影响下车体、转向架、轮对、钢轨、隧道等垂向随机振动特征的变化规律。(3)研究发现：扣件胶垫频变刚度对车体随机振动的影响可忽略不计,但却会改变转向架的中高频随机振动幅值,同时还会显著提高轮对中高频随机振动响应功率谱最大峰值与其第一主频；轮对随机振动响应功率谱最大峰值与其第一主频随着胶垫刚度频变幅度或胶垫低频初始刚度的增大分别呈波浪式渐增与阶梯式上升的变化趋势；在铁路常用扣件胶垫刚度的变化范围内,轮对随机振动最高功率峰的最大增幅有33.63倍,并且其第一主频的最大增量亦可高达46.9Hz。因此,为了精确预测轮下系统随机振动频响特征,需综合考虑扣件胶垫刚度的频变性。