近年来,高速铁路凭借着安全、平稳、舒适、便捷、高效等优势,得到了快速发展。但随着列车速度和线路使用年限的不断提高,随之而来的大周次列车荷载作用下路基的累积沉降变形问题也越发突出。本文依托国家自然科学基金项目,以武广线沿线地区级配碎石(B组料)高铁路基填料为研究对象,开展了循环动载作用下路基填料变形监测试验研究,分析了不同工况下路基填料长期累积变形发展规律。基于“混合模型法”建立了大周次循环动载作用下高铁路基的累积塑性变形计算模型,并将计算模型应用到高速铁路工程中,预测和分析了高铁路基在实际行车荷载作用下基床底层和整体路基结构的长期累积变形。主要研究工作及成果如下:(1)对变形监测过程中采用的位移传感器、加速度传感器和土压力传感器分别进行标定试验研究。结果表明:相同位移行程条件下位移传感器测量值均大于千分表;保护措施会导致振动加速度幅值衰减;标定介质不同土压力传感器标定系数会有明显差异。(2)开展循环动载作用下路基填料变形监测试验,分析了不同位置处竖向弹性变形、竖向累积塑性变形及侧向累积塑性变形随荷载作用次数、荷载水平、荷载频率及深度的变化规律。结果表明:竖向弹性变形随荷载水平增加而增大,近似呈线性变化关系;竖向弹性变形随荷载频率增加而减小;竖向累积塑性变形随着荷载作用次数增加而增大,随荷载水平增加呈现明显的发展趋势;竖向各测点弹、塑性变形与侧向各测点塑性变形沿深度方向变化规律基本一致。(3)基于“混合模型法”建立了考虑荷载作用次数及荷载水平的级配碎石基床填料路基长期累积变形计算模型,通过对实测变形数据回归分析和填土模型的仿真计算确定了模型计算参数。以武广线为研究对象,建立三维有限差分模型,模拟高速铁路无砟轨道路基面实际行车荷载,结合计算模型对实际行车条件下基床底层及整体路基的长期累积塑性变形进行预测分析。