季节性冻土地区的路基冻胀导致轨道几何尺寸发生变化（称为轨道变形）,降低了线路平顺性,甚至构成列车运行安全隐患。我国东北地区位于季节性冻土地区,每年存在明显的冻胀和融沉现象,而高速铁路对轨道不平顺要求极高,因此,针对运营高速铁路,掌握路基冻胀过程中轨道变形随温度变化的过程,不仅能够为铁路工务部门管控季冻区域内轨道几何尺寸变化提供依据,也能够大大降低行车安全隐患。本文针对无砟高速铁路,利用综合检测列车数据、气温数据和13处路基冻胀监测数据,以每处路基冻胀为对象,研究了路基冻胀量和轨道变形的关系,确定了轨道变形的梯形变化过程,并对梯形变化过程的特征进行了分析。根据得到的轨道变形的梯形过程,量化了路基冻结深度和冻胀量的关系,建立了路基冻胀处轨道变形随温度变化的梯形函数关系,基于贝叶斯变点识别方法和马尔可夫链蒙特卡罗方法提出了估计梯形函数中参数的方法。将建立的梯形函数关系和参数估计方法应用到HSR-A高速铁路上,利用3年的数据分析了估计出的轨道变形随温度的梯形关系和轨道变形预测值的误差。结果显示:轨道变形与温度间的梯形函数关系与实际变化过程相符,在没有维修作业的情况下,用y=x拟合轨道变形预测值和实际值的p值远小于0.05。这表明:建立的梯形函数关系是有效的,估计梯形函数中参数的方法是可靠的。对轨道变形随温度变化的梯形函数关系中的系数进行了聚类分析,由于K均值聚类算法受初始解影响较大,本文利用基于粒子群的K均值聚类算法对其进行聚类分析,该算法通过加入粒子群算法,使得聚类算法具有较好的全局搜索能力,根据得到的聚类结果,进一步表明了本文所建立的轨道变形随温度变化的函数关系必须是以每处路基冻胀为对象。图38幅,表3张,参考文献66篇。