有砟轨道具有弹性好、噪音低、后期维护较容易的优点,在我国广泛应用。有砟轨道结构中最重要的部分是道床,道床在线路长期运营中会产生诸如道砟磨耗、破碎、道床不均匀沉降等一系列病害,进而影响列车运行的平稳和安全,工务部门针对有砟道床病害进行的维修养护作业耗费了大量的人力物力。因此,增加道床的稳定性,减缓不均匀沉降,延长有砟道床的维修周期和使用寿命成为国内外学者研究的重点。目前增加有砟道床力学性能,提升道床稳定性,延长线路维修周期有多种方式。土工格栅在土木工程中作为加固材料,提升散体材料力学性能效果明显,同时土工格栅造价低廉,运输、储存较为容易,因此研究土工格栅在有砟道床领域的应用具有重要的实际意义。既有研究数值分析模型精确度有待提升,土工格栅加固效果研究内容不全面,土工格栅铺设参数有待进一步优化。本文通过耦合算法,建立了能精确反映土工格栅与道砟颗粒相互作用的模型,通过理论分析与仿真试验相结合的方法研究土工格栅对有砟道床力学性能的影响。本文主要研究工作总结如下:1.建立了土工格栅-有砟道床精细化模型基于离散元法建立了道砟颗粒精细化模型,基于多体动力学建立了精细化土工格栅柔性体模型;在此基础上,通过离散元与多体动力学结合的方式构建能准确反映土工格栅与道砟颗粒相互作用的耦合模型;同时基于文献数据,验证了土工格栅-有砟道床模型的准确性。2.土工格栅对有砟道床力学性能影响机理研究分析了道床内设置土工格栅后,有砟道床宏观及细观力学性能的变化,并通过研究土工格栅对道床沉降、轨枕运动速度、轨枕下道床空隙率变化、道砟颗粒的接触力、角速度及速度的影响,揭示了土工格栅对有砟道床力学性能的影响机理。3.土工格栅铺设参数对道床力学性能的影响及相关参数优化基于土工格栅-有砟道床耦合模型,研究了土工格栅的铺设深度、铺设孔径和铺设宽度对有砟道床力学性能的影响规律;通过有砟道床力学性能在宏观和细观两个角度的变化,对土工格栅不同的铺设参数进行优化比选,确定能直接应用于实际线路工程的土工格栅最优铺设参数。4.列车速度和轴重对土工格栅加固效果的影响分析了不同列车轴重和列车速度下,土工格栅道床力学性能的变化规律,提出了土工格栅有砟道床适用的线路运营条件。