受早期道路修建时技术水平及经济水平等因素的限制,原有的道路已不能满足现有的交通需求,道路拓宽成为其解决办法之一。道路的拓宽,产生的最大问题就是新老路基间的不均匀沉降以及由此造成的一系列问题。尤其是当路基下埋设有各类管道如燃气管道等时,问题就变得更为复杂。目前针对拓宽路基下穿燃气管道承载和变形特点的理论研究尚欠不足。因此,本文拟通过理论分析和数值模拟并结合工程实例进行系统研究。对此问题首先对拓宽路基沉降进行探讨,并将其分为解析解法、数值模拟法、现场试验三个方面,针对埋地管道分析进行了总结。在已有研究成果基础上,根据弹性地基梁理论将管道视为置于文克尔地基上的弹性地基梁(即管道梁),并对管道上方土体及车辆等荷载进行简化,将其等效为均布荷载,提出了拓宽路基下穿燃气管道力学分析模型。根据弹性力学基本原理推导了管道梁的基本微分方程并导出其解析解。另外,针对受任意均布荷载作用下的有限长梁,笔者通过对地基梁的边界条件进行分析,求出了五种不同工况下管道的位移及内力解析解,并通过算例分析了不同边界条件下弹性地基梁的沉降和内力变化规律。传统文克尔模型未考虑地基梁与地基的界面剪切变形,本文基于文克尔地基模型的基础上,考虑了管道梁上下表面的剪切变形,提出了改进的文克尔地基上弹性地基梁的力学模型。考虑小变形条件,根据力学原理推导出梁的微分方程组,通过微分算子级数法分别得出其无载段与有载段的解析解。对于无限长梁可使用上述解析解进行直接计算,有限长梁则需在无限长梁的基础上,采用叠加法来进行求解。算例分析表明,当K_x=0时,该解答可退化为不考虑界面剪切变形时的弹性地基梁解答,验证了该解答的正确性。最后,选用有限元软件ABAQUS建立拓宽路基下穿燃气管道数值模型进分析。管道采用三维实体单元模拟,假定为线弹性材料,土体材料本构模型选用摩尔-库伦模型,并考虑管土相互作用。结果表明路基拓宽对下穿管道的变形确有一定影响,在拓宽侧变化较为明显,未拓宽侧基本未发生变化。同时,根据有限元与理论结果对比分析表明,考虑剪切作用时管道沉降值与有限元结果更为接近,相对不考虑时其沉降减小了20%;采用有限长梁理论进行计算时其结果更为保守,而选用无限长梁理论并考虑界面剪切变形时其计算结果则更为精确。通过对拓宽方式及拓宽宽度等参数进行分析表明,两侧拓宽相比单侧拓宽,管道沉降有明显增加约为30%;拓宽宽度从1m增加至5m时,管道沉降相对拓宽前增大约60%。