采用金属塑性变形理论,用解析法研究了实体膨胀管在大的径向塑性变形下的力学响应,获得了计算实体膨胀管膨胀力和接触压力的解析解模型.据此模型,计算了φ139.7 mm×7.72 mm N80钢级实体膨胀管以15%的膨胀率进行膨胀时所需的膨胀力.为了验证该解析解模型的准确性,试验研究了φ139.7 mm ×7.72 mm N80钢级实体膨胀管以15%的膨胀率进行膨胀时膨胀力的变化状态,并将试验值与实例计算值进行对比,二者最大相对误差为9.2%,属于工程许可的精度范围.因此,该解析解模型可以用于指导膨胀工具和施工工艺设计.