由于自然环境和地理条件的影响,我国的西部,特别是云贵地区,地势起伏较大,地形地貌复杂多变,导致深厚人工填土路基十分常见,而沉降是影响其工程质量的一个关键问题。在实际工程中影响路基沉降的因素众多,而各因素之间的变化规律、相互联系以及对沉降规律的认知程度等问题,往往难以分析清楚,使得沉降量的理论计算和工后沉降量的预测均存在一定的局限性,因此准确的计算与预测路基沉降就具有重要的理论价值和工程意义。本文依托《中石油云南石化铁路专用线厂区铁路装卸场路基沉降观测》项目,结合现场大量沉降观测数据,采用理论计算和模型预测对中石油云南石化铁路专用线厂区铁路装卸场深厚人工填土路基的沉降进行了研究,取得了以下主要成果:(1)针对中石油云南石化铁路专用线厂区铁路装卸场深厚人工填土路基,对其进行了沉降计算,并对比分析了不同沉降计算方法对深厚人工填土路基的适用性。根据现场实际情况,选取典型工点进行钻探取样,考虑人工填土的特点,开展了人工填土基本物理工程特性试验和单向压缩固结试验,并获取人工填土的物理参数、压缩系数、压缩指数等压缩指标,进行了沉降理论计算,并对比分析不同沉降理论计算方法对深厚人工填土路基沉降理论计算的适用性。结果表明:规范修正公式法和应力历史法法对人工填土路基最终沉降具有一定的指导意义。(2)针对不确定性影响因素下实测沉降数据工后沉降预测误差较大的问题,采用递归图和递归定量分析方法对沉降时间序列的可预测性进行了分析,辨识出预测效果较好的沉降时间序列。通过对深厚人工填土路基的沉降时间序列进行可预测性分析得出:沉降时间序列具有混沌特性;其的递归图颜色分布越规律、色彩深浅变化越均匀,沿着主对角线出现的白色区域越小,表明可预测性越强;通过提取递归定量分析指标随时间变化的曲线,直接确定最佳预测时间起点为22天;利用递归图求取二阶任意熵作为沉降时间序列的可预测步长因子,推算出C4沉降时间序列的预测效果最佳。(3)利用残差马尔科夫链修正无偏灰色预测模型对深厚人工填土路基的沉降进行了预测,获得的拟合曲线与实测曲线吻合度较好,验证了该模型的准确性。在实际的监测过程中,所获取的沉降时间序列是非等时距的,对这一类的数据进行预测,首先采用工程上常用的三次样条插值函数进行等时距处理,然后采用残差马尔科夫链修正无偏灰色模型进行沉降预测,其预测精度达到要求。