由于安装工况及海洋环境的影响,海底管道在铺设与服役过程中可能发生塑性变形。作为结构和性能薄弱环节的环焊缝,它的变形能力往往决定了管道承受塑性变形的能力。环焊缝的力学性能,尤其是断裂韧性,对于海底管道的变形能力至关重要。但是由于管道环焊缝的断裂韧性测试和评估仍存在技术难题,最为典型的就是低约束条件下的断裂韧性测试和多道焊的离散断裂韧性结果的评估。这不仅是对断裂韧性测试和评估自身的挑战,也是对管道拉伸应变能力评估的挑战。本文选取了2种X70大应变海洋管（1种为JCOE成型,1种为UOE成型）,采用多层多道熔化极气体保护焊工艺,选用2种不同成分的焊丝进行环焊缝焊接,形成了4个环焊接头,以这4个环焊接头作为研究对象,对基于应变设计的X70海底管道环焊缝断裂韧性进行了研究。理化分析表明,4个环焊接头均为屈服强度高强匹配接头。显微硬度云图显示环焊接头热影响区均存在软化现象。冲击试验结果表明,环焊接头A-1、A-2与B-2冲击韧性较好,满足标准要求,环焊接头B-1热影响区冲击韧性较差。断裂韧性试验结果表明环焊接头B-1 CTOD阻力曲线最低,具有最弱的抗裂纹扩展的能力,在大变形条件下最容易失效。此外,通过对CTOD阻力曲线研究发现,环焊接头热影响区的断裂韧性均优于焊缝中心。裂纹深度对断裂韧性测试结果有显著影响,裂纹深度越深,约束越高,使得测得CTOD阻力曲线越低。此外,温度也会影响断裂韧性,当温度由20℃降至-20℃时,CTOD阻力曲线降低,断裂韧性变差。对A-2环焊接头热影响区断裂韧性的研究表明,热影响区的断裂韧性具有较高的离散性。对试验数据进行分布的拟合和非参数检验,确定断裂韧性特征值δm服从正态分布,δ0.2、δ0.5和δ1.0服从对数正态分布,并得到了各特征值最优拟合分布的相关参数,为环焊接头工程临界评估提供了基础信息。通过对多种离散断裂韧性数据评估方法的对比分析认为,MOTE（The minimum of three equivalent）方法比三次试验取最低值的传统做法更准确,BS7910-2019中推荐的计算公式较为保守,而采用拟合分布并取最优拟合分布特定分位数的方法是一种灵活且合理可行的离散断裂韧性评估方法。本文工作,从大应变海洋管道的应用场景出发,探究了环焊缝低约束条件下的断裂韧性及断裂韧性试验中基本参数对试验结果的影响规律,同时对离散断裂韧性数据的分布进行了分析并对数据的评估方法进行了对比研究,获得了具有工程应用价值的规律。