随着行车速度的提高,车辆和线路的振动问题异常突出。随着速度的增加,轮轨之间的动力作用急剧增加,导致轨道变形加速、部件损伤加快、轨道稳定性降低,直接影响高速列车平稳舒适、安全可靠地运行。因此,对无砟轨道动力学特性进行深入研究,优化无砟轨道结构动力学参数,具有非常重要的现实意义。本文在收集、分析、吸收国内外研究的基础上,运用车辆—轨道垂向耦合动力学,借助于通用大型有限元动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA建立车辆—轨道垂向耦合模型,对土路基上双块式无砟轨道结构动力特性进行研究和探讨。主要包括以下内容：分类描述了实际线路存在的各种形式的轨道不平顺,各种轨道不平顺的形成原因以及对车辆—轨道系统的危害。参考国内外有关车辆—轨道系统的控制标准,确定车辆—无砟轨道系统动力学性能的评价指标。在以往车线耦合系统动力学模型研究的基础上,根据车辆、双块式无砟轨道的结构特征,对其进行不同程度的简化,建立高速列车—双块式无砟轨道垂向动力分析模型。研究分析了双块式无砟轨道在扭曲不平顺、焊接接头凹不平顺及扣件、轨枕失效条件下车辆、轨道结构的动力响应。并运用相关指标进行评价,提出合理的不平顺限值。结果表明：(1)对于高速铁路上双块式无砟轨道结构,建议将扭曲不平顺最大幅值限制为3mm；(2)高速铁路无砟轨道上焊接凹接头不平顺大小δ1+δ2控制在0.3mm／1m,特别是对于短波长(λ≤0.1m)不平顺,限制为δ2≤0.1mm是很有必要的；(3)扣件失效对车辆—双块式无砟轨道垂向动力性能有较大的影响,一旦发现应立即采取措施修复；(4)当出现1根轨枕失效时,应立即采取修补措施,不允许出现连续2根及以上轨枕失效的情况。以钢轨焊接凹接头不平顺为例,研究分析轨道结构参数(扣件刚度和阻尼、支承层弹模)、路基支承刚度和行车速度对车辆、双块式无砟轨道结构动力响应的影响。结果表明：(1)扣件刚度对轨道结构动力响应的影响十分显著,建议扣件刚度取为40kN/mm—60kN/mm;(2)扣件阻尼对轨道结构动力响应的影响十分显著,建议取40kN·s/m—80kN·s/m;(3)从支承层的功能角度考虑,建议支承层弹性模量取5000MPa—15000MPa;(4)路基支承刚度对车体加速度、转向架加速度、轮对加速度、钢轨加速度及轮轨垂向力影响很小。路基支承刚度不应小于60MPa/m,现有的以基床表层地基系数190MPa/m、基床底层地基系数110MPa/m的路基支承刚度是比较合理的。