近年来,管道运输行业在世界各地蓬勃发展,各国埋地管道铺设长度逐年增长,埋地管道已经成为保证人们日常生活正常运行必不可少的部分。然而,伴随着地下管网的多元化和复杂化,油、气、水等管道所造成的安全隐患也越来越受到人们的关注。由于埋地管道中运输的通常是易燃易爆的危险品和有毒有害的污染物,一旦发生事故不但会导致巨大的经济损失和严重的环境问题,而且极有可能造成人员的伤亡,后果十分惨重。因此,对于埋地管道的物理力学特性进行系统的研究,从而为管道设计和后期防护工程提供理论参考具有重大意义。本文首先基于室内模型试验研究了埋地管道的静力特性,发现静载作用下埋地管道上方各土层沉降相对较为均匀,未达破坏前管道呈椭圆状变形,管壁内、外两侧受力性能呈现拉压相反的特点,管顶“土拱效应”明显。其次,借助有限元软件对静载试验进行数值模拟,验证了数值分析方法的可行性,探索了埋地管道的应力、应变分布特点,并进一步分析了承压板宽度、加载位置、管道初始变形等因素对埋地管道力学性能和变形特征的影响。结果表明:扩大加载范围,整体承载能力线性提高,对埋地管道的影响也更为显著;加载位置距离管道越远,影响越小;管道初始变形对埋地管道整体上无明显影响。最后,针对地表循环动载作用下埋地管道的性能开展模型试验研究,并综合分析了管道埋深、管道壁厚、管道外径、管道材质以及荷载大小、加载频率、加载角度、循环次数等因素对埋地管道整体性能的影响。结果表明:循环动载作用下,管道最佳埋深为4D(D为管道外径);壁厚越大,管道抗变形能力越强;对于材质和公称压力均相同的管道,外径越大,其壁厚也越大,管道越不易发生形变,且聚丙烯(PP)管道抗变形能力强于高密度聚乙烯(HDPE)管道;加载次数相同时,增加荷载水平或减小加载频率对埋地管道的影响更显著;埋地管道顶部对称加载时影响大于非对称加载;与静载作用下相比,循环动载作用下管道上方各土层沉降呈现浅层小、深层大的特点。