高速列车通过隧道过程中会引起剧烈的压力波,对隧道衬砌结构以及附属设备产生强烈的气动冲击。在压力波作用下,隧道支护结构内部微裂纹可能会逐渐发展形成宏观裂缝,然后在气动或振动效应触发作用下发生掉块现象,给高速列车在隧道内的安全运营埋下隐患,严重影响结构的耐久性。同时,压力波也会对隧道衬砌结构及固定设备产生气动疲劳损伤,从而缩短设备的使用寿命,严重时会威胁到列车的运行安全。本文采用一维非定常可压缩不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法,结合既有时速350公里线路边界条件和拟建时速400公里的需求,开展时速400公里高速铁路隧道内气动载荷分布特性、气动载荷最值以及不同因素对气动载荷的影响等方面进行研究,揭示隧道内气动载荷变化特征以及幅值变化规律,对完善隧道内结构以及附属固定设备的气动载荷设计和评估等方面具有参考价值。本文主要成果具体如下:（1）列车进入隧道时会诱发压力波。压力波以当地声速向隧道出口端传播,并反射回异号波。这些压力波在隧道内反复反射叠加,形成了复杂的压力波系,并在列车驶出隧道后,由于存在反射的压缩波和膨胀波的传播,形成周期性逐渐衰减的压力波;由于压力波与隧道壁面和轨道存在摩擦作用,会逐渐衰减恢复到列车通过隧道前的初始状态。隧道内气动载荷的衰减时间随着隧道长度的增大而增大。（2）根据长度将隧道划分为短隧道、中长隧道和长隧道三种类型,并结合建成和在建的时速400公里线路的工程特点,选择短、中长和长隧道中的典型500m、1500m和7000m长度进行研究。在隧道中设置近隧道入口端测点、隧道中央测点、近隧道出口端测点隧道入口内测点和隧道出口内测点等五个典型测点,分别研究隧道长度、列车速度和列车编组长度对隧道内这些典型测点气动载荷的影响特性。研究表明,对近隧道入口端测点、隧道中央测点和近隧道出口端测点来说,列车通过隧道的过程中,同一隧道内不同测点的压力时间历程曲线变化趋势大致相同。近隧道入口端测点的压力先上升。近隧道出口端测点最先开始压力周期性衰减;对隧道入口内测点和隧道出口内测点来说,列车通过隧道的过程中,同一隧道入出口内测点压力变化剧烈,压力时间历程曲线呈现出许多类似竖直线的线条段。列车驶出隧道后,隧道出口内测点的压力衰减幅值大于隧道入口内测点的幅值。（3）在短隧道、中长隧道和长隧道中,以典型隧道长度为例,从隧道入口处起在隧道内每隔10m、20m和50m布置一个测点,记录隧道内各个测点处的压力变化数据。在数据文件中分别统计隧道内所有测点的压力最值,得到隧道内各个测点的最大正负压值和最大压力峰峰值,研究隧道内各个测点的最大正负压值和最大压力峰峰值沿隧道长度方向的分布规律,以及隧道长度、列车速度和列车编组长度对隧道内各个测点最值分布的影响特性。研究表明,隧道内各个测点的最大正压值随着测点与隧道入口处距离的增大而先增大后减小。隧道内各个测点的最大负压值和最大压力峰峰值随着测点与隧道入口处距离的增大而波动式变化,均在接近隧道中央测点处取得最大值,之后开始减小。（4）在短隧道、中长隧道和长隧道中,以10m、20m和50m的隧道长度间隔,计算并统计不同隧道长度下的隧道内各个测点的压力最值,再对隧道内各个测点的压力取最值得到隧道内最值。研究隧道长度、列车速度和列车编组长度对隧道内最值分布的影响特性。研究表明,在短隧道区间内,不同长度隧道的最大正负压值和最大压力峰峰值均随着隧道长度的增大而增大;在中长隧道区间内,不同长度隧道的最大正压值先随着隧道长度的增大而增大,之后保持不变;不同长度隧道的最大负压值和最大压力峰峰值先随着隧道长度的增大而先增大后减小;在长隧道区间内,不同长度隧道的最大正压值随着隧道长度的增大而保持不变,不同长度隧道的最大负压值和最大压力峰峰值随着隧道长度的增大而减小。本文较为系统的研究了时速400公里高速铁路单列车通过条件下的隧道压力波和隧道气动载荷的基本特征和变化规律,弥补了目前国内有关400公里隧道气动载荷相关研究的不足,为隧道衬砌结构和洞内固定设备的气动疲劳设计用载荷的确定提供依据,研究成果具有实用的工程应用价值。