路基作为高速铁路的基础,也是铁路线路工程中的薄弱环节。近年来,随着高速铁路的蓬勃发展,提高运行速度成为铁路运输的主流发展方向。而过大的不均匀沉降作为高速铁路的病害之一,不仅制约着列车运行速度的提升,严重影响着列车的行车安全性和平稳性,同时还会加剧轨道结构的破坏。因此,研究路基不均匀沉降对铁路车辆和轨道结构的力学特性影响具有十分重要的意义。首先,基于轨道计算理论和路基不均匀沉降控制标准等相关知识,通过有限元分析软件ABAQUS分别建立了路基上双块式无砟轨道和有砟轨道与无砟轨道过渡段的耦合静力学模型。利用双块式无砟轨道模型,分析了轨道结构在路基余弦型沉降作用下的变形和受力特性,对比了不同沉降幅值和波长以及轨道参数变化对双块式无砟轨道静力学特性的影响规律。利用有砟轨道与无砟轨道过渡段模型,分析了轨道结构在路基折角型沉降作用下的变形和受力特性,对比了不同沉降幅值和折角区域长度对有砟轨道与无砟轨道过渡段静力学特性的影响规律。结果表明:路基发生不均匀沉降时,轨道结构会产生与沉降曲线相似的跟随性变形,而在不同沉降工况和轨道参数条件下,铁路轨道结构的变形和受力都受到较大的影响。其次,结合车辆-轨道耦合动力学系统理论和车辆-轨道-路基系统动力学相关知识,分别建立了车辆-双块式无砟轨道-路基耦合动力学模型和车辆-有砟轨道与无砟轨道过渡段-路基耦合动力学模型,研究了路基不均匀沉降对列车-轨道系统动力响应的影响。对比分析了不同沉降工况对铁路轨道振动特性的影响规律。结果表明:双块式无砟轨道路基发生余弦型沉降时,在沉降最大值位置处的振动影响最大;有砟轨道与无砟轨道过渡段发生折角型沉降时,在沉降起始点处的振动影响最大。同时,路基不均匀沉降幅值、沉降波长和行车速度都对铁路轨道动力响应的影响十分显著。最后,根据评价指标,揭示了路基不均匀沉降对行车安全性和平稳性的影响特性。在不同沉降工况条件下,针对轮轨力、脱轨系数、轮重减载率和车体振动加速度的变化规律,结合铁路轨道的静、动力学特性研究,提出了双块式无砟轨道和有砟轨道与无砟轨道过渡段的路基沉降控制限值。