随着中国西部大开发的继续深入,西南地区铁路的建设迎来新的高潮。成昆铁路复线米易至攀枝花段,峨眉山至米易段正在如火如茶的建设中。新建成昆铁路将穿越我国四川攀西地区特有的昔格达地层。昔格达地层质软,易风化剥落,最显著的特点是水稳性差,遇水软化崩解呈现流塑性。在既有老成昆铁路隧道病害调研中发现,穿越昔格达地层的隧道均出现大量翻浆冒泥、道床下沉、衬砌裂损等病害,给老成昆铁路的运营带来极大的安全隐患。本文以国家自然基金项目“昔格达组地层高速铁路隧道围岩承载能力及灾变控制技术研究”为依托,采用文献调研、理论分析、室内动三轴试验、离散-连续耦合方法的数值模拟等多种研究手段,探究了列车荷载作用下昔格达地层隧道基底动力响应规律,并提出了昔格达粘土在循环荷载下的累积塑性应变公式,意在为在建铁路隧道基底施工提供科学依据,改善施工工艺,减少后期运营过程中因列车荷载反复作用引起的各种病害,从而节约大量的后期维护成本。主要研究工作及结论如下:(1)通过多工况的昔格达粘土动三轴试验,研究了其在循环荷载作用下的累积塑性变形、动弹性模量、阻尼比的变化规律,建立了考虑含水率的累积塑性变形模型。研究表明:昔格达粘土累积塑性变形曲线可分为稳定型和破坏型,曲线类型主要受动应力比和含水率的影响。累积塑性变形随着动应力比、静偏应力比、含水率的增大而增大,随着围压和荷载频率的增大而减小。(2)运用试块冲击模拟试验验证了 FLAC3D6.0内置耦合方案在耦合界面应力的连续性,并基于室内三轴剪切试验数据,分别在FLAC3D和PFC3D中建立三轴剪切试验模型,标定了昔格达粘土的细观和宏观参数。(3)运用离散-连续方法分析了列车荷载作用下昔格达隧道基底动力特性,具体方法是仰拱底部附近区域采用离散元进行模拟,其他区域连续介质进行模拟。研究表明:列车振动引起加速度的变化可分为初始加速度和行车中加速度,随着列车车速增大,初始加速度峰值缓慢增大,行车中加速度峰值显著增大,且动应力峰值增大。