近年来,我国高速铁路得到了快速的发展,已成为中国走出国门的“国家名片”之一,同时也出现了许多更为复杂的新工程问题。高速铁路修建的标准比普通铁路要求更高,软岩地区修建的高速铁路路基出现的上拱变形超出铁路路基设计规范的限值,将严重影响列车的高速、安全运营,危害路基结构安全。目前对深挖方软岩地基产生上拱变形的原因、过程及机制研究较少,且对软岩地层路基上拱变形病害的整治尚无有效控制措施,因此针对路基持续上拱变形问题需要进行研究,具有一定工程应用价值。本文以西南地区红层软岩地层某高速铁路深路堑基底上拱变形实际工程为依托,收集路基上拱变形病害地段的工程地质和水文地质勘察资料,采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合的研究方法,尝试从软岩的蠕变特性角度分析挖方高边坡施工完后基底持续上拱变形的机制及规律,在此研究基础上提出软岩地基上拱变形的有效控制措施,建立地基加固数值模型,对其控制效果做出对比分析。主要研究内容和结论如下:(1)根据路基上拱地段钻孔资料、室内膨胀特性试验和监测断面上拱变形数据,分析路基上拱变形段工程特点、地质条件及其变形特性,得出该处的软岩路基底面上拱变形与边坡开挖效应和软岩的蠕变特性有关,基底的岩体随着时间推移发生蠕变变形,导致路基基底出现长期持续上拱变形。(2)基于弹塑性理论,采用FLAC3D建立边坡数值模型并对其全开挖施工的过程进行模拟计算,分析了边坡在开挖过程中路基基底下的应力、位移场分布特征及其变化规律,并对边坡开挖后的稳定性进行评价,得出在边坡开挖过程中,坡体的变形是以竖向回弹变形为主,被开挖坡体基底的竖向变形随本岩土体开挖次数增加呈线性增长,同时也会受到邻近边坡体开挖的影响,其影响作用较小;基底的竖向变形随基底竖向应力的减小而增大,应力变化越大,竖向位移随着变化也大。(3)对开挖后的边坡模型进行黏弹塑性计算,模拟边坡模型在蠕变10年中应力、位移场变化过程,得出基底的总位移变化受水平向变形影响较大,基底变形从以竖向卸载回弹变形为主变为以指向右侧临空面的蠕变变形为主;与弹塑性的位移特征相比,坡体的变形在整个岩土体中都发生了明显的变化,不再局限于开挖面周边的浅表层。(4)考虑岩石的时效变形特性,边坡基底的竖向变形和水平变形是与时间有关的非线性变化累积过程,随时间增加路基底面发生持续上拱变形;岩体中的应力也随着时间的增加呈非线性变化,水平应力和剪应力随着时间的增加变化较为明显,这两种应力的整体变化趋势基本相同;随着基底深度的增加,岩体中水平应力和剪应力的增加量逐渐变大。(5)在弹塑性模型中,基底下岩体的水平应力均小于同一点处的竖向应力,水平向位移变化受开挖卸载影响较小;在黏弹塑性模型中,应力、应变经过一段时间的调整,基底下岩体的水平应力均大于同一点处的竖向应力,水平变形随时间变化明显。(6)基于路基基底上拱变形特征,提出软岩地基上拱变形的有效控制措施,对比分析其控制效果,得出在地基进行加固后地基浅表层监测点处的竖向变形降低了44.6%,水平向变形降低了18.7%,岩体中的应力进行了调整使其稳定性得到提升,该措施能较好地限制地基浅表层发生的蠕变变形。