随着我国高速公路正逐步向中西部延伸的过程中,会出现越来越多的高填方路堤。目前,对处于高填方这种大型荷载下的路基土体,有关其沉降计算模型及沉降预测方法的研究则较少。随着计算机及计算技术的迅速发展,利用观测信息,结合优化理论,研究采用反分析法进行地基沉降预测已成为可能并具有重要的工程意义和理论价值。 本文在汲取以往对沉降预估研究成果的基础上,对高填方路基沉降反演及预测的实用计算方法进行了进一步的总结和研究。论文首先结合非线性平面Biot固结有限元程序(BCF),详细介绍饱和土Biot固结沉降有限元解法的基本理论,并借鉴系统分析中灵敏度分析方法,研究和分析邓肯-张非线性模型中有关计算参数对土体变形的灵敏程度,进而确定待反演的参数。反分析时选取复合形法作为优化算法,根据算法的原理和计算步骤,用Fortran语言编写了复合形法的优化程序,结合BCF程序组合成非线性Biot固结沉降平面有限元反分析程序,通过采用邓肯-张E-v和邓肯-张E-B两种计算模型对两处工程实例进行了分析,结果表明该方法预测沉降是可行的,且发现E-B模型比E-v模型的误差要小。然后,论文基于灰色系统理论建立的高路堤沉降的非等时距预测模型GM(1,1),利用实测资料,分别采用遗传算法(GA)及最小二乘法求解模型参数,计算结果表明前者预测的误差更小、精度更高。最后,论文基于实测沉降资料,主要引进一种新的沉降预测方法-龚帕斯曲线方法,并将其与有限元反分析法和灰色预测法放在同一工程实例中进行各种沉降预测方法的比较和分析,发现龚帕斯曲线法适应性好、预测结果的离散性小和预测结果的准确性高等优点,可以推广应用于工程实践。