油气管网建设不可避免要经过复杂山区地形,而高位滚落的崩塌落石灾害是造成长输埋地管道第三方破坏的主要形式之一。目前,针对崩塌和管道相互作用机理的研究多是进行数值模拟仿真分析,缺少试验数据对比验证,其分析结果的可靠性有待商榷。因此,本文在现场调研基础上,采取模型试验、数值模拟及分析论证等手段方法,开展了崩塌落石冲击作用下管道力学响应、变形特征及管-土相互作用机理研究,建立落石冲击管道力学过程分析模型,为山区油气管道敷设、工程防护设计及监测预警提供理论依据。主要研究成果如下:（1）建立了崩塌落石冲击埋地管道地质原型。通过资料收集和现场调研,总结崩塌灾害发育因素,通过分析崩塌落石与管道相互作用方式及受力情况,总结3种崩塌与管道相互作用模式:冲砸、牵引和埋没,并建立崩塌落石冲击作用下埋地管道地质力学模型。（2）设计并搭建了落石冲击埋地管道的大型室外模型试验平台。选取埋地油气管道作为研究对象,自主设计并搭建了崩塌落石冲击埋地管道试验平台,针对不同冲击高度条件下,对落石加速度、管周土压力、管道应力及位移进行测定,来研究不同高度落石冲击试验下埋地管道的力学响应。（3）结合模型试验和数值模拟探究了落石冲击埋地管道相互作用机理。结果表明:（1）落石冲击过程历时极短,仅为0.1～0.2s,属于瞬态动力学过程,且冲击能量越大,作用时间越长。冲击力在土中呈圆锥状扩散,向下非线性递减。管道受力冲击后应力应变迅速增大,中心点最先响应,发生弹塑性变形,其他各点的动力响应随着距中心点越远而表现出相对的滞后性。（2）管道在200k J冲击能量下发生塑性变形,顶部表面向下屈曲形成凹陷。随着冲击能量的递增,凹陷的深度线性增加,最大塑性区由顶部中心转移至两侧,横截面上由近圆形过渡到船形,且塑性屈曲会降低管道的抗变形能力,存在较大结构隐患。管道对落石速度、管道埋深以及防护工程厚度的力学响应较为明显。（3）冲击过程中,根据管-土相对变形量,将管道与围土的协调变形演变过程分为4个阶段,分别对各阶段建立相应的管-土变形关系,总结管-土之间的受力模式,为建立落石冲击管道力学过程分析模型提供理论依据。（4）建立了崩塌落石冲击管道力学过程分析模型。结合模型试验和数值模拟结果,分析不同冲击能量下管道受力变形规律及失效模式,并基于埋地管道与管周围土协调和非协调变形阶段,根据动力学原理,基于现有的理论公式,推导并建立了崩塌落石冲击管道力学过程分析模型。