我国西南地区可溶岩分布广泛,岩溶发育强烈,因此在高速铁路建设过程中,面临着一系列岩溶空洞以及岩溶塌陷等地质灾害引发的路基变形以及不均匀沉降问题。给高速铁路的设计、施工、运行以及养护维修带来了极大的不便。因此开展岩溶注浆强化地基沉降特性的研究具有十分重要的意义。本文依托沪渝铁路东西向通道的重要组成部分黔张常高速铁路岩溶地基注浆试验研究课题,对“少析水、速凝结”的新型可控注浆浆液结石体的力学性能进行了研究,基于岩溶地基数值模型,研究了岩溶发育特征参数以及注浆充填度等因素对岩溶地基沉降变形的影响,并对注浆强化效果进行了计算分析,本文主要工作及成果如下:(1)在国内外研究成果基础上,对岩溶路基变形研究现状以及岩溶路基的病害形式及处理措施进行了阐述,提出了本文的研究内容和技术路线。(2)基于注浆浆液结石体单轴抗压强度试验,对实验室制备的新型可控浆液结石体和施工现场采用的常规水泥浆液结石体的力学性能进行了研究。试验结果表明了新型可控浆液充填效果的优越性并为后续数值模拟提供了可靠参数。(3)基于地质勘察资料和钻孔勘测结果,采用三维曲面建模方法对试验段溶洞发育情况进行了模拟,建立了岩溶地基实体模型,对实际工程条件下的建模方式进行了优化。在此基础上,选取圆柱形溶洞建立了岩溶地基数值模型。(4)基于岩溶地基数值模型,研究了溶洞跨度、顶板厚度、溶洞断面形状、溶洞高度以及串珠型溶洞对岩溶地基竖向位移的影响,对比分析了注浆前后地基沉降量变化情况。计算结果显示,溶洞跨度以及顶板厚度对岩溶地基沉降影响较大。注浆对岩溶地基变形以及不均匀沉降具有较好的改善效果。(5)基于岩溶注浆强化地基数值模型,研究了注浆充填度以及注浆结石体力学性能变化对地基沉降的影响。计算结果显示,注浆充填度在90%～98%范围内时,岩溶地基表面竖向位移随注浆充填度的增大而减小。实际施工过程中,溶洞跨度越大或顶板厚度越小,对注浆充填度要求越高。基于计算结果对不同类型岩溶的注浆充填度提出了建议值。