近年来,随着能源需求的增长,世界范围内海洋油气资源的勘探与开发不断地迈向深水和超深水区域,深水恶劣的海洋环境决定了铺管过程具有不可预见的高风险性。在深水海底管道铺设过程中,管道将受到轴向拉力、弯曲变形以及外部巨大静水压力的共同作用。复杂荷载组合作用下,位于托管架上及触底点附近的管道因受到较大弯曲作用可能发生局部屈曲。因此,结合深水海底管道的实际铺设过程,开展复杂荷载组合作用下深水海底管道的非对称屈曲理论分析及失稳机理研究具有重要的工程意义。本文在详细分析深水海底管道铺设过程受力特点的基础上,对复杂荷载组合作用下具有任意初始几何缺陷管道的非对称屈曲问题进行了较为系统深入的研究。主要研究工作概述为以下几个方面：(1)结合深水海底管道铺设过程的实际受力特点,提出了基于非线性环理论、材料的弹塑性本构关系、虚功方程和Newton-Raphson迭代法的海底管道非对称屈曲理论模型。该模型可以考虑轴向和环向变形、截面初始几何缺陷、材料非线性、复杂的加载条件和路径等因素对管道屈曲失稳的影响。(2)采用通用有限元软件ABAQUS,建立了管道在弯曲和轴向拉力以及轴向拉力、弯曲和静水压力组合作用下三维有限元数值模型,分析了管道的受力性能以及相应的屈曲响应。数值模型结果与理论结果较好的一致性验证了理论方法可行性和精确性。(3)基于非对称屈曲理论模型,对不同加载路径、荷载组合、管道径厚比、初始几何缺陷、材料性能等影响管道屈曲失稳的重要因素进行了参数敏感性分析,并对这些参数的影响机理进行了详细的研究。基于这些参数分析结果,总结了一些重要的结论,以便为深海管道的设计和铺设提供坚实的理论基础。