近些年来随着我国城市现代化进程的不断加快,城市埋地管道的需求也随之增加。然而在很多城市里地下管线的安全状况却没有引起足够的重视,由此引发了一系列影响城市可持续发展的地下管线安全问题。针对这一问题国内外很多学者开展了一系列的管土相互作用研究,然而如何实时获取管土变形发展规律的数据成为这一课题研究的重要瓶颈。光纤监测技术作为近年来高速发展的变形监测技术,已被广泛运用于岩土工程的各个领域。本文依托光纤监测技术,对几种典型工况下的管土变形发展规律进行了研究,在此基础上结合传统研究方法探讨了光纤应变数据计算管道周边土压力分布的方法,并结合粒子图像测速技术(PIV,Particle Image Velocimetry)和数值模拟对管土界面变形机理进行了深入分析。论文取得了如下成果:(1)总结了埋地管道的研究背景与国内外研究进展,归纳和对比了几种典型的埋地管道力学计算理论方法。(2)开展了基于FBG和PIV技术的加载工况下管土变形室内模型试验,研究该工况下的管道变形特征及周边土体应变场的变化规律;在此基础上定量对比了光纤监测结果与PIV分析结果的异同特征;并推导了由应变反演管道弯矩分布及周边土压力的计算公式。此外,本文探究了埋深率和加载板宽度两种因素对管土变形发展趋势的影响,提出了一种用于分析埋地管道周边土体变形破坏特征的思路和方法。(3)通过基于FBG技术及PIV技术的塌陷工况模型试验,探究了管道及周边土体的应变场变化规律;此外,针对塌陷作用引起的地面沉降测量值和埋设在土体中的光纤监测读数之间的关系进行了研究,据此提供了一种基于光纤监测读数计算地面沉降量的理论思路。(4)在简述岩土分析软件Geo-Studio的基础上,分别研究了加载工况和塌陷工况管道弯矩和标记位置线上的应变、位移的动态变化,并将数值模拟和试验中的监测数据进行了相比,结果表明光纤监测结果和数值模拟结果具有良好的一致性。进一步验证了光纤监测技术在埋地管道应变监测上的可行性和有效性。