地铁隧道在建成投入运营后，将承受列车周期性的振动荷载作用，地铁列车振动可能引起的轨道结构破坏及隧道不均匀沉降问题，随着国内地铁运营线路长度的不断延伸，地铁运营期的振动问题也日益变得突出。因此，对运营荷载作用下地层与轨道动力相互作用问题的研究就显得十分必要。　　 本文以此为出发点，以南京地铁1号线西延线工程为背景，以河西淤泥质粉质粘土中的地铁运营荷载为研究对象，重点研究运营荷载引起的轨道系统的变形特征及地基附加动应力场和循环应力作用下土层系统的应力应变、孔隙水压力特性，分析和预测了地基在该种荷载下的长期沉降，并通过数值模拟对轨道-地层系统的耦合动力作用进行了验算。　　 本文在国内外对循环荷载作用下土体动力特性的研究基础上，在理论分析和室内试验两方面进行了如下研究工作：　　 1总结国内外对交通荷载引起的振动的研究现状，分析了动力响应的原理及常用方法。　　 2地铁轨道系统振动的测试与分析，隧道内铺设了800m光缆，通过远程控制的方法实现了数据的现场采集，获得了轨道系统(扣件，钢轨)在直道和弯道在不同时段下地铁列车的振动特征，并依此得到了地基土的荷载。　　 3为了量化地确定钢轨与扣件破坏时的受力特性，进行了室内静载拉拔实验，并与动测的扣件和钢轨的应力应变特征对比分析，定量地探索运营期的动荷载对钢轨和扣件的影响程度。　　 4通过对南京地铁元通站底部的原状淤泥质粉质粘土进行动三轴试验，采用不同的动应力比来研究地铁运行过程中动荷载对不同深度及不同围压下土体的动应变，动孔压的变化规律，由此进一步计算出地铁振动荷载作用下引起的长期地基沉降量。　　 5建立数值模型，对轨道-地层系统的耦合动力作用的规律进行了探讨。