正在建设的厦沙高速公路,由于选线及地形的限制,多个路段需采取填方路堤的形式通过,且多个路段填方路堤的高度超过60m。由于高路堤具有工后沉降量大、沉降期长等特点,为防止出现过大的沉降和不均匀沉降,进而导致路面下陷、开裂,对山区高填方路堤工后沉降进行监测与预测是必要的,对指导厦沙高速施工以及后期运营都有着重要的现实和研究意义。本文从基础物性试验、饱和三轴试验、现场监测、有限元数值模拟以及理论计算等多个方面入手,较为详细地研究了厦沙高速A3标段高填方路堤填料土的物理力学性质,获得了高路堤工后沉降现场监测数据,并分析了高路堤工后沉降规律及影响因素,最后采用多种方法对高路堤工后沉降进行预测,得到了适合高路堤工后沉降的预测方法。具体研究成果如下:1、厦沙高速A3标段高路堤填料土工程地质性质与物理力学性质研究。利用X射线衍射、化学成分分析试验,并结合填料土的基础物性试验,得到了填料土的矿物成分、化学成分以及基础物性指标;初步掌握了压实度和含水率对其强度特性的影响,为后续工后沉降数值模拟提供了强度参数。试验结果表明,填料土的级配良好,经过一定施工压实后满足工程填筑条件;填料土的粘聚力、内摩察角随填料土压实度的增大而增大;粘聚力随填料土含水率增大而减小;内摩察角随填料土含水率增大先增大再减小,在最优含水率时达到最大值。2、对高路堤工后沉降开展现场监测。根据现场实际情况,设计监测方案,对高路堤工后沉降和水平位移进行监测,监测历时241d,得到以下结论:(1)随着时间增加高路堤沉降速率逐渐减小,直至趋于稳定,工后241d沉降量为181~191mm;路堤各部位沉降量关系为,填土路堤>填石路堤>原始路面地基,沉降持续时间关系为,填土路堤>填石路堤>原始路面地基;并且较大的降雨量对路堤沉降有加速作用。(2)高填方路堤填筑完成后,在自重作用下向右(NE82°)发生轻微的侧向变形,最大水平位移约为16.8mm,变形很小,路堤整体稳定性较好;3、基于有限元软件ANSYS,计算了高路堤工后241d沉降量,并分析了填土压实度和降雨历时对高路堤工后沉降量的影响。模拟结果显示,高路堤工后241d沉降量约为215mm,比监测值偏大,主要因为:(1)数值模拟设置路堤压实度为常数(94%),而实际上路堤的压实度在自重作用下会不断增加,强度及压缩模量变大,因此高路堤工后241d的实际沉降量小于数值模拟结果;(2)模型尺寸太大,模型内部参数与真实情况很难保持一致。填料土压实度与工后沉降的关系:随着压实度的增大,路堤工后沉降量先急剧减小,然后衰减速度有所减慢,之后逐渐趋于稳定;降雨对于高路堤工后沉降有着加速作用,使高路堤产生附加沉降;4、使用多种计算方法对高路堤工后沉降进行预测,并分析各方法的精度和优缺点。基于现场监测数据的基础上,采用双曲线法、对数曲线法、指数曲线法、Pearl生长曲线法、灰色理论、BP神经网络法建立高路堤工后沉降预测模型,对各模型的参数取值和预测精度进行分析讨论。并将预测结果进行比较,对比分析各方法的优缺点和适用情况。结果表明指数曲线法和BP神经网络的预测效果最好,误差在3%以内。