目前缺乏对管道在深海实际环境下不均匀温度场下管道的温度效应研究,本文基于管道FLUENT计算的不均匀温度场基础下结果,对单层管道和双层管道分别为长管道和短管道的情况下的温度效应进行研究,并着重对双层管道的轴向移动现象及影响因素进行研究,针对双层管道进行热结构耦合试验验证双层管道数值模型正确性,同时分析管道屈曲破坏机理。本文利用ABAQUS软件以单层管道不均温度场下温度效应分析为基础,通过引入ITT单元建立双层管道分析模型,通过与温度应力理论方法对比验证数值模拟结果正确性,对短、长管道的全长方向温度应力进行分析,并在此双层管道模型的基础上施加非均匀温度场,得到短长双层管道的非均匀温度效应及规律。通过ABAQUS软件对已建立的双层管道模型引入非线性循环温度作用,并详细分析了双层管道内外管中点、加热端、非加热端的轴向移动趋势,并由此揭示双层短直管道轴向移动现象的形成原因及发展规律,同时考虑管土摩擦和管道内压施加方式对管道轴向移动速率的影响,进行了管道轴向移动速率影响因素的敏感性研究,为减缓双层管道轴向移动速率的方法提供理论基础。最后通过热油温控装置对双层缩比例管道试件进行热结构耦合试验,探索管道在实际升温过程中的内外管的热力耦合特性,并以深海裸铺管道水平初始缺陷的波长、幅值为自变量,对管道升温过程下的水平屈曲的位移、应变变化进行检测,检测管道屈曲前后模态以及温度应力的发展情况,分析双层管道发生整体屈曲的机理;并通过试验获得管道屈曲发展过程中轴力与位移的关系以及临界轴力,从而验证双层管道数值计算模型的正确性。