天然气水合物是在特定的温度与压力条件下由甲烷气体与水形成的一种笼形冰状化合物,分布广,储量大,能量密度高,是一种新型的清洁的战略性替代能源。深海能源土特指在深海环境下含天然气水合物的沉积土体。降压开采天然气水合物作为一种相对经济、高效的方式,是一个涉及到相态转变、流体渗流、土体变形等多因素的复杂过程。在开采过程中水合物渗流场以及土体变形场会相互作用,进而对能源土体及周边环境产生各种影响。建立一个简便且适用于实际工程,能考虑水合物分解的能源土流固耦合模型对天然气水合物的安全开采以及海底斜坡的稳定性评价有着十分重要的意义。本文旨在前人研究成果基础上,建立一个深海能源土流固耦合模型,对其进行数值求解,并进行验证与简单工程应用。本文主要完成了以下工作:(1)基于国内外学者对能源土流固耦合理论、室内试验以及数值模拟的研究成果,建立了一个能考虑水合物质量守恒、动量守恒、水合物分解动力学以及相变的能源土降压开采流固耦合模型。(2)对所建流固耦合模型的有限元弱形式进行了推导,在多物理场耦合软件COMSOL中实现了模型的数值计算。通过一维水合物储层降压开采的算例分析与对比,验证了模型的有效性与合理性。利用有限元强度折减法,结合水合物实际赋存情况,基于流固耦合模型实现了含水合物层斜坡的土体变形计算和稳定性分析。(3)为了简化模型并适用于工程计算,进一步以ABAQUS软件为平台,通过自主编写USDFLD用户子程序,实现了流固耦合模型的简化计算。通过COMSOL与ABAQUS相同工况下的模拟对比,验证了能源土简化流固耦合模型的足够计算精度。结果表明,该模型简单、高效、收敛性好,且模型参数少,更适用于工程计算。