随着我国经济的飞速发展，高速公路的建设速度日益加快，而在山区修建高速公路，高填深挖路基会比较多。高填筑路基相对一般路基而言，具有沉降量大，最终沉降稳定时间长，对地基承载力要求高等特点，对其施工期沉降和工后沉降的研究都相当重要。而岩土本身是一种十分复杂的介质，由于其复杂性和多样性，在描述和处理岩土材料力学性能方面，沿用弹性或弹塑性理论将存在明显的困难与缺陷，必须考虑其性能的时间效应或其流变属性。本文以河南省某高速公路地基沉降监测研究为依托工程，通过现场测试、理论分析、数值计算等手段主要进行了以下几方面的工作：(1)本文对岩土介质流变力学模型理论进行了初步的分析和探讨，根据拉普拉斯变换建立线性粘弹性模型的本构方程，并推导相应的蠕变方程及松弛方程，卸载方程。(2)结合高速公路的地基沉降监测项目，详细叙述了高填路基的沉降监测布置方法和现场注意事项，并根据最小二乘原理对监测数据进行了回归分析，归纳总结了该项目地基沉降的变化规律。(3)对地基沉降进行了弹塑性数值模拟，通过和实测数据的比较，发现弹塑性数值模拟方法能很好地模拟施工过程，但是无法实现对工后沉降的模拟。而通过位移反分析获得地基土层的流变参数，将其输入有限差分程序对工程的粘弹塑性数值模拟，则能很好地模拟全过程的沉降变化。(4)针对位移反分析过程中，有限差分计算过程繁琐耗时的弊端，提出利用人工神经网络的学习和记忆功能建立岩体参数和位移之间非线性关系。并根据均匀试验设计方法，设计了学习样本，成功得到了映射岩体参数和位移之间非线性关系的BP神经网络，并利用该网络进行位移反分析，成功反演了地基土层的流变参数。