京沈高速铁路阜新段位于风积土广泛存在的季节性冻土地区。风积土具有土质均匀,孔隙大,结构松散等特点。风积土路基会在温度和应力作用下,产生冻胀、融沉、强度弱化等一系列现象,致使路基产生不均匀沉降,会影响列车行驶速度以及列车安全运行。因此,对风积土路基弹塑性变形研究具有十分重要的实际意义。本文以京沈高铁阜新段辽西风积土路基为研究对象,采用理论分析、室内实验和数值模拟等方法深入研究了列车长期荷载和冻融循环作用对路基动力特性和变形影响。通过本文的研究,取得了以下的结论。(1)开展辽西地区的风积土低温动三轴试验,研究了不同加载条件以及物理状态下冻土的弹塑性变形行为;建立了涉及冻结温度、初始含水量、围压、动应力幅值以及振动频率条件下等影响参数的冻风积土回弹模量的关系模型;通过对实验数据的拟合建立了冻风积土累积塑性应变随振动次数发展的模型。(2)基于常温动三轴试验,给出不同初始含水率、融化温度、动应力幅值条件下融化风积土动弹性应变、动弹性模量以及累积塑性应变等物理量的变化规律,并分别建立了融化风积土回弹模量和累积塑性应变的预测模型。(3)以京沈高速铁路路基为研究对象建立三维路基模型,并以ABAQUS软件为平台,编制用户单元子程序DISP施加温度边界分析了路基修建后几年内的路基温度分布特征。另外,通过温度场和应力场的耦合,对路基的动力特性(振动加速度、速度、动应力和竖向位移)进行了研究。通过考虑路基材料塑性与蠕变变形的耦合,基于实验研究成果编制风积土层的子程序CREEP对列车荷载作用和冻融循环共同作用下路基的沉降值做了预测。(4)基于上述有限元分析模型,讨论了混凝土防冻层下不同季节高铁路基的等温线分布,进而研究了不同运行速度下路基不同深度以及不同水平距离下路基的振动响应特性,并通过得到了列车荷载长期作用下路基的沉降。