海底管道是海洋油气资源开采中重要的基础设施。为了完善我国海洋石油管道安全性评估方法，本文围绕影响海管安全的主要因素，对悬跨海管的近底床影响、水动力载荷、结构响应及失效行为规律等相关问题开展系统研究。本文的主要研究内容如下。　　 1．建立海管附近沙质底床冲刷的力学模型。模型计及海管下游尾迹、泥沙休止角的影响；结合土力学和传统泥沙运动理论，分析修正海管浮重作用下的泥沙起动判据；探索沙质底床局部冲刷展向扩展跨度和坡度的计算方法，研究海流、海管参数对冲刷扩展跨度和坡度的影响规律。　　 2．建立海流-海管-沙床耦合作用的水动力模型。以环境参数为自变量，揭示底床局部冲刷与海管水动力的相互影响；研究并给出水动力的近底床特性，为海管水动力系数的设计取值提供理论参考。　　 3．实现近底床悬跨海管的有限元建模。研究海流-海管-沙床耦合系统中海管的静载失效行为规律；分析流速、底床等环境参数和管道类型(单层配重型、双层保温型)、端部约束等结构参数对静态承载状态和安全跨长的影响。　　 4．建立海管的动态安全性分析体系。运用CFD方法和优化的动网格技术对振动海管上的脉动流体力进行模拟；归纳中等雷诺数条件下水动力脉动幅值的跃变规律；基于海流-海管间能量耦合关系和升力-位移频响特性曲线，求解海管的动态响应时程；分析疲劳寿命、动态安全跨长与幅频特性间的关系。　　 5．建立具有随机分布缺陷的海管可靠性分析模型。通过对静态承载状态、模态和动态响应的计算，揭示腐蚀老化海管的幅频特性、应力分布与随机缺陷参数的关系，研究其失效行为与完好海管的差异，并评估其疲劳寿命可靠度，为服役中后期海管的安全运行提供理论指导。