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地基承载力特性和差异沉降是高速铁路研究的主要问题,地基承载力特性和和差异沉降受地基处理形式影响较大,而湿陷性黄土地区由于黄土的特殊性及黄土厚度的不同,合理选用地基处理方式,可提高地基承载力,减小地基沉降变形。桩网复合地基是高速铁路地基处理中应用较广较成熟的处理方式之一,复合地基的褥垫层厚度、桩径、桩长、桩间距、布桩形式和有无桩帽等是影响地基承载力特性和差异沉降的主要因素。对桩网复合地基的承载力特性和沉降变形的研究较多,而对湿陷性黄土区复合地基承载力特性和差异沉降研究的较少。本文以银川至西安(甘宁段地基YXZQ-5标段)环县曲子镇试验段为例,研究了湿陷性黄土区复合地基的承载力特性和差异沉降。基于现行规范和现场试验研究了CFG桩(水泥粉煤灰碎石桩)+水泥土挤密桩复合地基和柱锤冲扩桩复合地基的承载力特征值和差异沉降;通过有限元法,系统研究静力荷载和列车荷载作用下,两种复合地基的承载力特性及差异沉降的变化规律;主要研究成果如下:(1)基于现行规范对曲子镇试验段两种复合地基的承载力特征值和沉降量进行了计算;建立了曲子镇试验段两种复合地基的有限元模型,对两种复合地基的路堤填筑进行了仿真,分析了不同桩的桩身应力、桩土应力比、桩侧摩阻力和土拱效应;现场通过慢速维持载荷法对两种复合地基单桩进行荷载试验,得出不同桩的荷载沉降、沉降荷载对数和沉降时间对数关系,验证了有限元模型的可靠性;得出了试验段两种复合地基承载力特性变化规律,桩侧摩阻力的中性点均位于沿桩身向下2/3处,CFG桩自桩顶至2/3桩身范围桩土应力比较大,介于8至14之间;水泥土挤密桩和柱锤冲扩桩的桩土应力比接近于1,水泥土挤密桩和柱锤冲扩桩土拱有效高度为0.8m,接近于0.8倍桩间距。(2)通过现行规范、有限元模型和现场试验,分析了CFG桩+水泥土挤密桩复合地基和柱锤冲扩桩复合地基的沉降量及其变化规律。当复合地基单桩加载至464k Pa时,CFG桩、水泥土挤密桩和柱锤冲扩桩差异沉降关系:CFG桩<水泥土挤密桩<柱锤冲扩桩,即相同荷载作用下,CFG桩+水泥土挤密桩复合地基的沉降量小于柱锤冲扩桩复合地基的沉降量。(3)选曲子镇试验段CFG桩+水泥土挤密桩复合地基的列车作用原理为人工数定激励法,模拟作用4s的荷载幅值,得出CFG桩竖向动应力约为2倍的水泥土挤密桩竖向动应力;CFG桩桩身摩阻力中性点位于桩身2/3处;水泥土挤密桩之间土拱有效高度为1倍桩间距;CFG桩之间并未形成圆柱土拱,只在CFG桩顶端和底端1m范围内竖向应力表现为等值。CFG桩竖向动位移介于8.8692mm至8.8699mm之间,水泥土挤密桩竖向动位移介于18.0292mm至18.0304mm之间,桩间土竖向动位移介于18.9048mm至18.9060mm之间,即列车荷载作用时间4s内,CFG桩、水泥土挤密桩及桩间土竖向位移相对路堤填筑完成时变化均较小。