高填方涵洞在水利、铁路、公路等工程和市政建设及能源领域应用广泛，但高填方涵洞顶部的垂直土压力影响因素较多，现行的设计通用规范中线性土压力理论未能准确反映涵顶垂直土压力的变化规律。膨胀土是一种多裂隙并具有显著胀缩性的地质体。膨胀土的反复遇水膨胀、失水收缩，对高填方涵洞工程造成极为严重的后果。因此研究膨胀土的高填方涵洞涵顶垂直土压力的变化规律具有十分重要的现实意义。　　 本文以高填方涵洞和膨胀土为切入点，首先分析了膨胀土的胀缩原因及机理，根据湿度应力场与温度应力场的相似性，利用ANSYS软件的热分析功能分析膨胀土浸水膨胀的规律；在此基础上分析研究了高填方涵洞非线性土压力的分布和变化规律，讨论了边界条件、涵洞几何尺寸、填土高度、地基刚度及膨胀土填料浸水膨胀等主要因素对填土-涵洞结构体系受力和变形的影响，结果表明高填方涵洞上方填土产生的“土拱”效应具有不稳定的特点，表现为随着填土高度的增加仍有部分土压力传递到涵洞上，涵顶土压力随填土高度成非线性增加；根据涵洞土压力与各种影响因素的相互关系提出膨胀土高填方涵洞垂直土压力的非线性公式，并对公式进行验证，表明该非线性公式具有一定的适用性；最后提出了高填方涵洞几种较为常用的涵顶垂直土压力减载措施对工程中涵洞材料的选择和结构设计与优化具有重要意义。