地下水开采所导致的区域性地面沉降严重影响轨道平顺性,威胁线路运营安全。现有研究大多基于余弦沉降曲线进行数值仿真分析,而未深入考虑导致不均匀沉降的具体原因。相较于路基工后沉降,地下水超采引起的路基下地面沉降成为轨道变形的主要诱因。有别于余弦型地面沉降,抽水导致的地面沉降呈对数型。基于这一规律,本文提出了一种考虑对数型地面沉降对轨下局部空吊的轨道结构力学性能和变形影响的计算方法。构建区域性地面沉降下无砟轨道与地面产生离缝的弹性地基梁模型,轨下基础视为可考虑土体剪切的弹性地基;轨道各结构层折合为一根材质均匀的Bernoulli-Euler梁,并分成与地面脱空段梁和与地面贴合段梁。分别对脱空段梁和贴合段梁建立微分控制方程,建立两段梁分界点处连续性条件和梁远端边界条件,基于有限差分法得到梁的变形及内力分布,并通过编写程序进行参数敏感性分析。在此基础上,针对一般性列车荷载作用,进一步研究最不利情况下集中荷载和集中力偶对轨道静力学特性影响的一般规律。采用有限元软件建立反应地面沉降与高铁轨道层变形及内力分布映射关系的数值分析模型,从而印证了本文方法的合理性。研究结果表明:(1)沉降漏斗曲面坡度和轨道距漏斗中心的距离对轨道的影响较大。轨道远离沉降漏斗中心,以及遏制沉降漏斗斜率发展,均可减小轨道的脱空长度,降低对轨道挠度、转角、弯矩及剪力的影响。(2)集中荷载P和集中力偶M长期作用于沉降漏斗中心处的轨面,会导致轨道结构变形加剧,内力激增,严重威胁行车安全。