圆管构件作为支撑结构广泛应用于海洋平台上。海洋平台在长期服役过程中,经常遭受复杂且恶劣的海洋环境影响,支撑构件可能会产生穿透裂纹或点蚀等损伤,从而造成其承载性能的下降,威胁海洋平台结构安全。因此,开展含裂纹损伤圆管试件的承载性能研究对海洋工程结构安全性评估具有较为重要的工程意义。本文针对含裂纹金属圆管试件,采用试验和数值分析方法开展了其在轴向压缩、三点弯曲和冲击载荷下的承载性能研究,得到了不同载荷类型下裂纹尺寸对圆管承载能力和失效模式的影响规律,并应用机器学习方法预报了裂纹圆管在轴压载荷下的承载能力。首先,开展了裂纹圆管轴向压缩的试验研究,分析了不同裂纹长度和裂纹角度对试件的失效模式和承载能力的影响规律。建立了裂纹圆管轴向受压试验的有限元仿真分析模型,并通过有限元分析结果与试验结果的比较,验证了所建立的有限元模型的准确性,揭示了裂纹圆管承载能力较完整管降低的机理。接着,开展了裂纹圆管三点弯曲的试验和仿真研究,分析了裂纹长度、裂纹角度和加载头作用位置对圆管试件的失效模式和承载能力的影响。给出了裂纹长度、角度和作用位置对圆管变形和裂纹扩展的影响规律。然后,开展了裂纹圆管横向冲击的试验研究,并建立了有限元模型,进行了参数化分析。研究了裂纹尺寸、撞头形状和撞头位置对裂纹圆管冲击力的影响。还对冲击后的圆管轴压承载能力进行了仿真计算,结果表明,冲击后受压裂纹圆管的承载性能会明显下降。最后,应用机器学习的方法建立了裂纹圆管轴压的XGBoost模型。将仿真数据作为训练数据,经过参数调优后,所建立的模型可以很好地预测圆管的承载能力。并通过对特征的重要性进行排序,增加了模型的可解释性。