近年来,我国的高速铁路网密度不断增大,列车速度也在不断地提升。与此同时,高铁运行引发的环境振动也对人们正常的生产生活产生了危害,有必要对此进行深入研究。在当前的数值研究方法中,2维有限元方法无法考虑列车速度与荷载空间分布的影响,3维有限元方法需要在列车行进方向上建立较长模型,计算效率相对较低。本文采取的2.5维有限元方法可通过假设沿列车前进方向土体的材料和几何性质不变,便可以仅通过一个2维剖面计算3维空间响应,在兼顾计算效率的同时又能考虑车速影响,具备较高的准确性。首先依据2.5维有限元理论编制相关2.5维有限元/无限元计算程序,并将2.5维数值解与解析解和实测值进行对比,验证自编2.5维有限元程序正确性,并进一步对不同车速列车运行所引发的均质半空间土体响应进行分析。结果表明:本研究建立的2.5维有限元/无限元程序计算结果与现有解析解与相关实测值一致,且能准确反映荷载速度超过临界值时的马赫效应,具备良好的适用性。考虑实际工程中常通过地基加桩形成桩土复合地基的方式来提升铁路地基的承载力及稳定性,通过引入地基处理中的等效模量法,将桩土依次出现的桩网复合地基等效成均质土层,建立2.5维列车-路堤-复合地基模型,将数值模拟结果与工程实测值进行对比验证了对复合地基等效处理的合理性。随后基于此模型得到了路堤本体的振动响应特征与振动在地基土体内部与表面的传播衰减规律。进一步分析了车速、路堤材料模量、基床刚度、路堤高度、桩土面积置换率等因素对列车引起的场地振动的影响。结果表明:列车引发的振动在路堤部分就可以得到大幅度的衰减,此时列车的临界速度主要受到路堤材料瑞利波速的控制;列车荷载作用下路堤边坡中部区域的振动较为剧烈;列车振动在地表横向传播的过程中会由于波的反射与叠加出现局部振动放大现象。在已建立2.5维列车-路堤-复合地基模型的基础上增设填充沟进行隔振研究,并将传统单排填充沟的隔振研究扩展到新型双排沟,为工程上隔振沟的设计提供参考。结果表明:设置填充沟可降低沟后动力响应幅值,但在填充沟前部分区域由于波的叠加会产生振动放大现象;设置双排沟相较单排沟具有减轻沟前振动放大,提升沟后隔振效果的功能;双排沟的间距、材料组合、深度组合均是影响双排沟隔振表现的重要参数。