在中国铁路的快速发展和客运高铁的大规模建设下,并且CRTSI型板式无砟轨道的结构设计成熟,施工方便,广泛应用在中国高速铁路的施工建设中。在高速铁路动荷载的反复作用下,无砟轨道的各主体结构难以避免出现轨道板破裂、CA砂浆脱空等各种病害。这些病害可能对轨道各结构的动力响应及轮对钢轨系统的接触振动造成重大影响,进而缩短无砟轨道的长期使用寿命。因此,建立了含有病害的无砟轨道分析模型,对无砟轨道轨道板破裂下裂纹的扩展和CA砂浆脱空下动力响应进行研究,从而进一步研究无砟轨道各结构的疲劳使用寿命,对正在运营的轨道中结构出现病害时进行修理和养护具有重要的现实意义。本文研究内容及成果如下:（1）通过查阅各种文献及实地勘察调研,介绍了国内外板式无砟轨道的发展情况与应用现状,列举了轨道系统的主要病害及其成因,其中轨道板裂纹和CA砂浆脱空是最为普遍的病害,并分析了产生的原因,进而确定本文所要研究的病害形式。（2）运用ABAQUS有限元模拟软件,建立高速铁路“车辆-无砟轨道-路基”模型,采用生死单元法仿真模拟CA砂浆层不同脱空状态,简要模拟总结了在CA砂浆在不同脱空长度、脱空宽度以及脱空位置条件下,运用动荷载作用下的CRTSI型板式无砟轨道系统的动力响应,计算结果表明CA砂浆端部脱空比中部脱空对轨道各结构的动力响应影响更大。然后引入混凝土疲劳方程来更加直观的预测不同脱空情况下对轨道运营的疲劳寿命,以保证列车的安全运行。（3）基于断裂力学理论,通过有限元软件对轨道系统开始建模,建立了无砟轨道有限元计算模型并对其模拟求解,计算结果表明裂纹在不同深度和不同角度时的裂纹尖端能量释放率,仅在列车荷载作用下,并根据最大能量释放率的断裂判别准则,判断裂纹是否扩展。计算结果表明裂纹尖端的能量释放率随裂纹深度的增加呈先增加后缓慢减小的趋势,在初始裂纹占轨道板厚度11/20时,裂纹尖端出现最大能量释放率,对裂纹的失稳扩展有着很大的影响。利用上述计算结果,并根据Paris公式研究了轨道板裂纹疲劳扩展寿命。