钢波纹管涵具有施工便捷、建造速度快、抗腐能力强、建造成本低等优点,作为变形和受力良好的结构体,可解决传统钢筋混凝土涵洞使用时混凝土板开裂、基础沉降等问题,具有良好的应用前景。然而钢波纹管涵波纹的存在,使其在受力分布相对复杂,准确地掌握波纹管力学性质表现及管顶土压力分布规律,将为公路钢波纹管涵设计提供理论依据。本文以延安北过境线改扩建工程中的钢波纹管涵为依托,基于现场试验、理论分析、有限元计算三个方面,对钢波纹管涵身应变、截面变形及土压力进行深入系统的研究,主要成果如下:(1)通过现场试验,分析了钢波纹管涵在分层填土施工过程中的力学性态表现,得到了钢波纹管管涵的波峰、波侧、波谷处的应变随分层填土施工的规律;波纹管截面水平向和横向变形规律;钢波纹管涵周围土压力分布规律;试验分析结果可为钢波纹管涵施工设计提供重要的参考价值。(2)基于分层分析法,分析了土体在沟槽摩擦作用下发生主应力偏转形成的小主应力拱,得到了考虑土拱效应影响的侧向土压力系数,推导了涵顶(矩形沟槽、梯形沟槽)垂直土压力计算公式,计算结果与试验数据较为吻合;分析了沟槽宽度、内摩擦角、填土高度等参数对管涵顶部垂直土压力的影响,得到了随参数改变的管涵顶部垂直土压力系数规律,为钢波纹管涵管顶垂直土压力计算提供了参考。(3)利用有限元计算,建立了沟埋式公路钢波纹管涵洞有限元计算模型,并将有限元计算结果与实测结果进行对比验证,系统的分析了地基土体弹性模量、上覆填土高度、钢波纹管涵波形参数改变,对波纹管涵截面变形及管顶土压力的影响。得到了参数改变时管涵截面竖向和水平向变形及管涵顶部垂直土压力变化规律,探究了地基土体性质、填筑高度、波纹参数对钢波纹管涵受力变形的影响。