我国正处在工业化、城镇化加速发展时期，以煤为主的能源结构，使能源需求与环境压力与日俱增。以哥本哈根气候变化大会为标志，发展低碳经济成为国际社会的共识。天然气作为一种清洁高效的化石能源，是向新能源过渡的桥梁，是低碳经济的重要支柱;既是各国积极应对全球气候变暖的现实选择，也是维护国家能源安全和提高国际竞争力的重大战略。我国天然气主产区大都分布于中西部地区，而其消费市场则集中在东南沿海等发达省份，这使得天然气运输十分重要，而传统的运输方式往往运量低、运费高，输气管道运输则结合了天然气特有的流动性特征，使运输变得高效、低耗。然而我国中西部地区山地面积广大，地质灾害频发，输气管道穿行在崩塌落石多发区，不可避免的受到其威胁。如何对崩塌落石冲击作用下的埋地管道进行安全研究，显得显得十分重要。　　 输气管道为线性工程，沿线穿越多种地质类型，其安全运行受到工程岩土体的规模、形态、所处的悬空高度以及上覆土体厚度等多方面因素的影响。野外调查人员在进行崩塌落石灾害的风险分析评价时，没有科学的判别依据，往往只能主观上根据以往经验得出结论。如何使崩塌落石灾害的防护与治理具有可靠的事实依据，避免以往的盲目性，有必要开展埋地管道在崩塌落石冲击荷载作用下的安全研究。　　 本文在结合野外数据资料和前人研究成果的基础上，首先分析崩塌落石冲击力的计算方法，研究在冲击荷载作用下管—土相互作用力学机理，进行应力与应变方面的分析，建立符合实际状况的力学模型，尝试计算出冲击荷载作用下埋地管道的破坏准则;然后运用LS-DYNA显式动力学分析软件建立相应的三维有限元模型，进行数值模拟;最后，根据计算结果，研究某些因素对埋地管道安全的影响规律，做出一些具有实用性的曲线或公式，供研究实际问题时查询应用，为埋地管道的安全运营及崩塌落石的防护设计提供决策信息。研究主要得出了如下结论:　　 1)在崩塌落石冲击力计算方面，随着崩塌落石重量与落石崩落高度的增加，冲击力都有显著增大的趋势。但是算法不同，结果也差距极大。总体来看，日本算法计算的冲击力最大，往往与其他算法差距数倍到数十倍。隧道手册算法最小，而且增长幅度不大。各算法实际计算出的冲击力本质上为平均冲击力。　　 2)根据新建立的算法可以看出，以往算法在落石冲击力计算方面严重偏小。崩塌落石冲击力随法向恢复系数en的增加而增大，但增加幅度不大，大致在7％～8％。上覆土体坡面坡角对崩塌落石冲击力的影响显著，随角度的增大，冲击力消减迅速。　　 3)管—土相互作用分析的核心为土压力的计算及管土相互作用机制的研究。　　 4)崩塌落石冲击上覆土体时，发生多次回弹，随着碰撞次数的累加，其所具有的能量逐渐耗散。10ms之后的回弹较轻微，可以认为崩塌落石冲击荷载加载时间大致为5～10ms。崩塌落石底部的土体变形量最大，达到16cm，崩塌落石部分没入土体内。　　 5)埋地管道Von Misses Stress开始阶段为零，这是由于埋管所受荷载的传递时间所导致;Von Misses Stress随时间迅速增大，并沿管体两侧扩散，离荷载作用区域越远，Von MissesStress越小，且维持的时间越短。　　 6)随着崩塌落石边长的增加，管顶Von Misses Stress增长较快，呈线性增长的趋势;当崩塌落石边长达到1.3m以上时，管顶Von Misses Stress增长缓慢。当崩塌落石边长大于1.0m，埋地管道出现破坏，处于不安全状态。随崩塌落石规模的增加，管顶竖向变形量也呈增长趋势。　　 7)随着崩塌落石悬空高度的增加，管顶Von Misses Stress增长较快，当崩塌落石悬空高度超过10m时，管顶Von Misses Stress增长趋势变缓，逐渐趋于极值，整个曲线类似于二次抛物线的形式。当崩塌落石悬空高度大于9.4m时，埋地管道出现破坏，处于不安全状态。　　 8)随着落地点相对埋管轴线距离越远，管顶Von Misses Stress消减越快，当相对距离超过1.5m时，管顶Von Misses Stress下降一个数量级，几乎不会对管道造成任何影响。当落地点相对埋管轴线距离小于0.04m时，埋地管道出现破坏，处于不安全状态。　　 9)随着上覆土体厚度的增大，管顶Von Misses Stress呈减小的趋势;当上覆土体厚度在0.4～1.0m范围内变化时，管顶Von Misses Stress下降趋势比较平缓;而当厚度增到1.0～2.0m范围内时，管顶Von Misses Stress急剧降低，与上覆土体厚度近似呈线性递减趋势，当厚度增大到2.0m以后，管顶Von Misses Stress较小，不会对埋管安全造成威胁。当上覆土体厚度小于1.0m，埋地管道出现破坏，处于不安全状态。　　 10)在埋地管道安全评价中，上覆土体性质与埋地管道直径不是主要考虑的因素。