粉喷桩复合路基是高速公路中处理软土路基的一种常见地基处理方式,由于土层本身的多样性以及复合材料与土相互作用关系的复杂性,其理论研究滞后于工程实践,粉喷桩复合路基沉降计算与预测方法等理论研究更多是建立在实际的工程实践中。随着计算机等高科技的发展,数值方法显示出其计算和预测方面的优越性,数值模拟分析也逐渐反过来应用于工程来指导实践。本文以在建的大庆至广州高速公路湖北省麻城至浠水段软土路基处理监测与试验研究为背景,选取粉喷桩复合路基试验段,在现场1年多的变形观测的基础上,对复合路基的加固机理、沉降计算及工后沉降预测进行了综合研究,取得如下研究成果:(1)在借鉴前人研究的成果的基础上,通过现场监测试验,在加固机理方面做了部分总结,简单从物理和化学上探讨了水泥土搅拌桩加固软土地基的作用机理、影响因素并对加固后的路基进行了物理、化学、力学性状的综述,对粉喷桩适用加固的范围进行了讨论。(2)借助有限差分数值分析方法对粉喷桩复合路基进行了沉降计算和模拟,模拟实际填土加载过程,将模拟计算得到的结果和现场实测结果进行对比分析。结果表明,经过粉喷桩处理后的路基在沉降等方面显著降低,模拟结果和现场试验值比较吻合,可将此方法应用于粉喷桩复合地基沉降计算中。同时对整个复合地基的工作性状进行了综合研究,对路基变形的相关影响因素进行了探讨。(3)综合应用各种预测方法对高速公路粉喷桩复合路基进行了工后沉降预测。基于灰色系统理论,建立GM(1,1)模型对复合路基工后沉降进行有效而准确的预测,并结合双曲线和指数曲线等预测方法进行对比分析。结果表明,灰色模型预测方法较双曲线法和指数曲线法精度更高。