随着经济的快速发展,对重载铁路运输能力的要求也在不断提高,因此重载铁路扩能改造计划的实施迫在眉睫。对既有线重载铁路进行扩能改造会使列车轴重增加,铁路基床承受更大的动力荷载,在雨雪天气以及地下水的作用下,铁路路基易发生翻浆冒泥、不均匀沉降、路基垮塌等诸多病害,这严重影响了重载铁路的运输安全和经济效益,阻碍了重载铁路扩能改造计划的实施。因此,研究路基土在循环荷载以及浸水耦合作用下的湿化变形特性以及路基强度变化规律对扩能改造计划的顺利进行有重要意义。为了模拟路基实际进水过程,分析病害产生机理,采用GDS动三轴仪和常水头马氏瓶结合进行室内循环荷载浸水试验;考虑到扩能改造路基会承受更大的动力荷载,研究了重载铁路路基土动态回弹模量室内三轴重复加载序列,分析了动回弹模量的变化规律,为扩能改造计划的顺利实施提供帮助。文中主要工作与研究如下:(1)对典型病害线路进行了现场调研,结合现场相关资料分析了病害路基土的基本情况,揭示了水对路基土的影响并对病害路基土取样进行室内基本物性试验,分析病害产生的主要原因。(2)对试样进行了室内循环荷载下的动力湿化试验,分析了不同动应力幅值、压实度以及初始含水量等因素下应变、滞回曲线、动弹性模量以及浸水速率和试样含水率分布等变化规律。研究发现,应变随动应力幅值和初始含水率增加而增大,随压实系数的增加而减小;滞回圈因试样发生应变软化而向右发生偏移斜率逐渐减小;浸水速率随时间的增加而快速增加而后逐渐趋缓,随压实系数、动应力幅值和初始含水率的增加而减小,不同初始含水率下前100 min对进水速率影响不明显;浸水前的动弹性模量随振次的增加而增加,浸水后随振次的增加而减小,随压实系数的增加而增加,随初始含水率和动应力幅值的增加而减小;试样的含水率主要分布在试样底部,囊鼓现象发生在40 mm左右。(3)研究了重载铁路路基土的动态回弹模量,借鉴国内外学者研究并结合实际工况信息得出了适用于本重载铁路线路的路基土动回弹模量室内三轴重复加载序列,并通过室内加载序列试验分析了不同影响因素下的动回弹模量变化规律。