目前,在舟山海域服役的海底管道均呈现不同程度上的悬空,严重影响海上的生产进度。因此,研究悬跨管道的力学特征、许可长度以及治理措施对管道工程的应用具有实际价值。本文以海底输气管道为研究对象,基于管土耦合理论和有限元分析方法展开数值模拟工作。首先,将管土相互作用作为研究重点,运用ABAQUS软件构建了两种维度下的管土耦合模型,运用位移贯入法,对不同土体参数下力-位移曲线的敏感性进行分析,得到了土体刚度的变化规律。其次,使用Java语言编程获得管道横/竖向的受力情况。在此基础上分析了不同耦合模型下管道的轴向特性,并模拟了不同悬跨长度、径厚比、内压值和海流流速对管道受力的影响。然后通过Java语言编制了静态强度法和涡激振动方法的动态分析界面,并用动力学软件OrcaFlex进行疲劳分析,从以上三个角度对悬跨管道的许可长度进行了验证。接着,分析了相应参数条件对单跨和双等跨管道应力和位移的动态影响。最后,针对舟山实际海况开展悬空治理研究,并对钢架支撑结构进行了优化,得到了合理的结构尺寸。同时对沙袋覆盖方案展开的数值模拟研究表明,沙袋覆盖经济性较好,但流速较大情况下稳定性较差;沙袋堆砌成矩形时,治理效果略好于梯形,但梯形的经济性较好。