近些年,随着我国高等级公路建设的迅猛发展,山区道路建设也越来越多。在山区道路建设中,对于一些特殊地段采用高填方路堤形式通过,可以减少工程建设对周边生态环境的破坏、充分利用周边煤矿及隧道等工程的矿渣废料、进而达到保护生态环境和降低工程造价成本的目的。但是高填方路堤填方工程量极大,施工工艺复杂,在路堤修筑完成后,经过长期车辆荷载的反复作用及自然环境不可抗力因素的破坏影响,容易出现路堤局部沉降甚至整体塌陷,进而产生边坡滑动失稳等病害。故而,在高填方路堤工程中,路堤沉降问题不容忽视,研究高填方路堤沉降变形规律及工后沉降预测对实际工程具有重要指导意义。本文以福建某高速段高填方路堤为研究背景,选取合理的材料本构模型,利用ANSYS有限元分析软件建立典型的高填方路堤分析模型,选取了填筑高度、填料土石比、路堤坡度、地基处理方式等影响因素,对高填方路堤沉降问题进行了参数敏感性分析,同时对碾压施工工艺进行了探讨,总结了不同参数不同工况下的变形规律。然后结合实际工程,通过现场孔位布设与实时监测,采集并整理了现场实际沉降数据;通过现场土样采集及室内土工试验,得到相关材料物理参数;借助有限元分析软件ANSYS建立工程实体模型,仿真分析该路堤分级填筑时路堤的应力应变变化情况与沉降变形规律;通过工程现场实测沉降与仿真分析结果的对比,分析高填方路堤沉降变形规律。最后分别采用灰色系统理论GM(1,1)及BP神经网络对高填方路堤建立沉降预测模型,对比综合两种预测模型的优点,对实测非等时距监测数据采用三次样条插值方法处理后,提出了更适用于此工程的基于GM(1,1)-BP神经网络的高填方路堤沉降联合预测模型。