双块式无砟轨道是我国高速铁路无砟轨道结构的主要形式之一,具有简单可靠、方便施工、建设成本低等优点。然而,在长期的服役过程中,双块式无砟轨道不可避免的会出现各种伤损,如典型的轨枕周边开裂或轨枕松动病害等。在雨水丰富或者排水不当的地段,雨水非常容易浸入轨枕周边裂缝内,进而加剧了双块式轨枕的损伤过程。双块式轨枕松动后,将会大大削弱轨道结构的整体性与稳定性,降低结构的使用寿命,因此开展双块式无砟轨道轨枕周围的水力伤损特性的研究,对指导无砟轨道养护维修,延长无砟轨道结构的使用寿命等具有重要的理论与工程意义。本文以双块式无砟轨道轨枕周边裂缝为研究对象,通过建立轨枕周边裂缝的水力劈裂计算模型,对高速列车荷载作用下裂缝内的动水压力时空分布特征以及裂缝的扩展行为进行研究。主要研究内容和成果如下:(1)根据相关文献资料的搜集以及现场调研,对双块式无砟轨道的水力伤损病害进行归纳总结,明确了双块式轨枕水力伤损发展过程。(2)建立了双块式轨枕周边裂缝内动水压力计算模型,基于流体力学质量守恒定律和动量定理的积分表达式分别推导了外荷载作用下三角形、梯形以及抛物线形裂缝内的动水压力解析表达式。(3)建立了含水裂纹的双块式无砟轨道流固耦合有限元计算模型,对裂缝内动水压力解析表达式进行验证,并研究了简谐荷载作用下裂缝内的动水压力分布特性。结果表明:裂缝内动水压力受外荷载幅值与频率、裂缝几何形态等多种因素的共同影响;裂缝尖端越尖锐,动水压力值越大,因此三角形与抛物线裂缝内的动水压力远大于矩形裂缝内的动水压力。(4)基于车辆-轨道耦合动力学理论与动水压力解析表达式,研究了高速列车荷载作用下双块式轨枕周边裂缝内动水压力的影响因素及时空分布特征。结果表明:裂缝开口量是裂缝内动水压力的主要影响因素,列车运行速度以及裂缝长度对动水压力也有一定的影响;当轮对与转向架中心临近伤损区时动水压力分别达到极大值与极小值;裂缝内动水压力空间分布较为复杂,其值沿着裂缝出口方向急剧减小。(5)基于断裂力学理论建立了双块式轨枕周边裂缝的水力劈裂有限元计算模型,研究了高速列车与水共同作用下裂缝的水力劈裂特性。结果表明:枕边裂缝呈现出以剪切型破坏为主的复合型断裂模式;裂缝尖端的等效应力强度因子随列车运行速度以及裂缝长度的增大而增大,随裂缝开口量的减少而增大;枕边裂缝的失稳断裂长度随列车运行速度的增大以及裂缝开口量的减少而减少。