随着西部经济加速，山区机场建设迅猛发展，导致高填方地基日益增多。山区填方体具有体量大，填筑高度大，下覆基岩界面起伏较大等特点。研究区不仅有以上特点，且位于多雨地区，填方体孔隙比较大，因此雨水易于进入土体引起额外的沉降变形，如何准确评价降雨入渗条件下沉降变形及差异沉降对填方体稳定性的影响是亟需解决的问题。本文通过室外注水试验和探坑开挖试验，研究了山区超高填方体的入渗规律，通过数值模拟，揭示了降雨入渗条件下填方体沉降变形及差异沉降规律，并对不同夯实能级强夯法加固高填方地基的效果进行了评价。主要研究内容和成果如下：①通过现场注水试验获得了填方体的渗透系数，其值为5.891×10-4cm/s，渗透性能良好。试验结果表明：随土体含水率增大，初始渗透速率减小；结合现场探坑开挖试验揭示了场区降雨入渗规律。②根据研究区数字地形图，利用SUFER和ANSYS建立了研究区三维数值模型，分析了天然工况及降雨工况下研究区典型区段（沟谷处、填方体厚度较大处、沟谷纵向剖面处、边坡处）的沉降变形及差异沉降规律。研究结果表明：天然工况下，填方体地表沉降与填方体厚度近似呈线性关系：y=0.0344x-0.377，相关系数为R2=0.9922。填方体沉降随厚度增加而增加，填方体厚度越大，自身产生的沉降在填方体厚度中的比重越大，边坡处坡脚位置地表沉降占填方高度的2.96%，坡顶地表沉降占填方体厚度的1.13%。沟谷处基岩呈V形，沉降呈现中间大两边小的规律，沟谷中心处，最大沉降为1.354m，此处差异沉降为1.185m。填方体厚度较大处填方体厚度相差较小，沉降较为均匀，沉降在1.865m左右，此处差异沉降为0.180m。沟谷纵向剖面处沉降在沟谷内受三维空间约束作用，沉降较小为1.350m左右，平坦处较大为2.012m，此处差异沉降为0.666m。边坡处，填方体厚度相差较大，沉降从坡顶向坡脚处逐步增大，最大值为1.752m，此处差异沉降为1.510m。不同强降雨条件下填方体的数值模拟结果表明：随入渗深度增加，填方体沉降量增大，并得到了降雨入渗深度与沉降位移的关系：y=0.0154x+1.9824相关系数R2=0.9524。工况3（入渗深度为21m）时，填方体最大沉降为2.383m，比天然工况下增大了0.370m，增大了18.1%。降雨对填方体差异沉降的影响受填方体厚度的制约，降雨入渗超过填方体厚度时，会增加填方体的差异沉降量。沟谷处，工况3（入渗深度为21m）时，比天然工况差异沉降增加了0.167m，增加了14.1%。③根据研究区现场强夯试验结果，利用三维数值模拟研究了天然工况和降雨工况下不同夯实能级对填方体沉降变形及差异沉降的影响，结果表明：天然工况下，高填方体沉降在夯实能级为3000kN.m时比夯实能级为2000kN.m时明显减小，沟谷处沉降减小了0.471m，减小34.8%。填方体厚度较大处沉降减小了0.631m，减小33.8%。沟谷纵向剖面处沉降减小了0.662m，减小32.9%。边坡处沉降减小了0.567m，减小了32.4%。夯实能级为4000kN.m时，比夯实能级为3000kN.m时沉降有所减小，沟谷处沉降减小了0.203m，减小22.9%。填方体厚度较大处沉降减小0.252m，减小20.4%。沟谷纵向剖面处沉降减小了0.276m，减小20.4%。边坡处沉降减小0.242m，减小20.4%。差异沉降方面，夯实能级为4000kN.m时，沟谷处差异沉降比夯实能级为2000kN.m时减小0.593m，减小49.7%，边坡处差异沉降量减小了0.719m，减小47.6%。由于填方体厚度较大处和沟谷纵向剖面处填筑体高度相差不大，不存在较大的差异沉降因此改善效果不明显，但总体上仍为减小趋势。由上述可知，随夯实能级提高，填方体沉降及差异沉降减小，但增加夯实能级对填方体沉降的改善效果逐步减小。降雨工况下，夯实能级加大也能起到减小沉降的作用，同天然工况下类似；在差异沉降方面，填方体厚度差及降雨入渗深度仍然会影响差异沉降，强夯的提高改善效果不明显。通过对各夯实能级数值模拟结果分析可知，夯实能级为4000kN.m的强夯法能够达到减小沉降变形的目的，工况3（降雨入渗深度为21m）下最大剩余沉降为0.119m，最大差异沉降为0.081m。该夯实方式可满足高填方体沉降及差异沉降的要求。④利用正交试验设计，研究了填方体材料参数对沉降的影响，揭示了各参数对沉降影响的大小，结果表明：对填方体沉降影响最大的是变形模量，其次是密度、粘聚力、内摩擦角、泊松比。基于BP神经网络，对填方体物理力学参数进行了位移反分析，结果表明：构建的BP神经网络可反演填方体材料参数，最大误差为变形模量6.7%，基于该参数的填方体沉降数值模拟结果表明，填方体沉降误差比反演的填方体材料参数更小，为5.02%。