随着我国高速铁路的快速发展，列车振动引起的路基灾变问题引起了人们广泛的关注。已有的研究成果得出：小振幅长时振动与大振幅短时振动具有相同的作用效果。由于高速列车引起的长期振动作用，路基土产生严重的附加沉降，从而引起路基的振陷灾变。高速列车长持时振动引起的路基振陷问题是高速铁路建设中的关键问题。高速铁路作为重大的工程建设项目，在其修建还必须考虑路基土振陷问题，以确保高速铁路的安全运营,因此对于红粘土路基性质的研究十分有必要。 本课题的研究对象是湖南典型的高速铁路红粘土路基，对在长期的列车振动荷载下的振陷灾变进行研究，而广布红粘土的湖南贵州等省是沪昆高铁的必经之地。通过理论分析、大量的室内实验和数值模拟相结合的研究方法，揭示红粘土路基的振陷灾变机理，建立振陷灾变时的能量计算方法。课题组将通过室内土工试验结果确定红粘土非线性破坏时的强度曲线，尤其是确定应变局部化形成条件，以及红粘土软化后的力学特性。提出能描述应变局部化后能量耗散的新模型，揭示红粘土振陷时的路基灾变机理。在此基础上建立能模拟红粘土振陷灾变的能量耗散方法。进而提出对实际工程具有指导意义的相关理论，通过示范性工程，检验新模型的可靠性与实用性。 公开发表43篇期刊论文(其中35篇SCI，6篇EI，2篇CSCD)。授权12项专利。获得省部级奖励5项、省优秀硕士论文奖1项。其中2篇论文入选ESI高倍引论文。研究成果具有重要的科学价值和工程应用价值，对高速列车的交通安全具有重要意义，具有广阔的应用前景。

伴随着沪昆高速铁路的修建，在列车振动载荷作用下，不可避免地涉及红粘土的振陷灾变问题, 而广布红粘土的湖南贵州等省是沪昆高铁的必经之地，因此对于红粘土路基性质的研究十分有必要。本课题依据室内试验结果，确定红粘土强度非线性特性、确定红粘土应变局部化特性、确定红粘土应变软化特性。在考虑水对红粘土力学特性的影响后，通过理论分析与计算建立红粘土路基的地质灾变模型。根据该模型计算红粘土路基灾变时的能量耗散，计算外力的功和内能沿着破坏面的耗散功，获得红粘土路基振陷灾变极值，提出红粘土路基的隔振措施。根据得出的相关结论揭示高速列车荷载作用下红粘土路基的地质灾变机理，并考虑连续降雨和渗流对红粘土路基振陷灾变的影响。通过实际红粘土路基工程检验该成果的正确性。研究成果对高速列车的交通安全具有重要意义。

基于热力学基本定律，研究粗粒土受力变形过程中的能量耗散，并据此建立本构关系是本课题的研究目标。为此，首先研究粗粒土摩擦、剪胀及颗粒破碎的能量耗散机制，确定耗散函数；然后利用最小耗能原理，研究耗散函数的驻值条件，确定塑性应变增量方向；对耗散函数进行Legendre变换，得到耗散应力空间中的屈服函数；结合试验，比较等内参量时真实与耗散屈服应力的差别，研究迁移应力，得到真实应力空间中的屈服函数及其硬化规律；最后拟合试验结果，确定模型参数。本课题的研究，掘弃了以德鲁克公设为基础的传统塑性力学理论，具有较为严密的理论基础，对推动岩土工程学科的发展，提高高土石坝应力变形分析的精度及可靠性，具有重要的学术价值和广阔的工程应用前景。