本文针对深水海底管道的屈曲压溃及屈曲传播,使用静水流体单元加载与动力隐式算法,对其进行准静态加载与动态加载分析。结合全尺寸压力舱真实管道试验数据,验证了两种计算方法的正确性。建立了水压作用下管道的仿真模型,得到其在不同加载方式下的压溃压力和屈曲传播压力。发现由于卸载速率和前屈曲加载条件等因素的不同,导致了准静态与动态分析下屈曲传播压力的差异。对于真实海况下管道的屈曲特性分析,还需要通过海上试验进一步验证两种方法的适用性,因此对深水管道海上试验的流程进行了研究设计。重点研究了扭矩和水压作用下管道的屈曲压溃特性。对受到扭矩作用的管道,通过建立理论分析模型,推导得到了其弹性扭转计算方程,利用有限元算例验证了理论计算方法的正确性。使用有限元弧长法,建立了管道受扭矩和水压作用下的仿真模型。通过对管道施加不同扭矩和加载路径,计算得到了管道的两种截面变形模式和三种整体变形模式,探究了不同变形模式产生的原因。对管道在扭矩和水压作用下的压溃压力进行了敏感性分析,发现管道壁厚、初始椭圆度、外径、材料属性、不同加载路径等因素对管道压溃压力有重要影响。利用优化的神经网络预测方法,对管道压溃压力进行了拟合预测,为管道的设计研究提供了一种更加便捷的计算方法。参与设计了可以对管道施加扭矩和水压的缩比尺压力舱,研究设计不同加载路径下管道屈曲压溃的试验流程。目前对止屈器的研究仍集中在单独的止屈器上。本文利用数值模拟建立并优化了扣入式和缠绕式止屈器模型,通过试验结果验证了其正确性,在此基础上提出了并行排布式及叠加式两种联合式止屈器模型。对两种新提出的联合式止屈器进行了敏感性分析,研究了止屈器长度、匝数、壁厚、间距、缠绕方式等因素对其穿越压力的影响,得到了两种不同的穿越模式。通过对比各类止屈器的穿越压力,对联合式止屈器的止屈性能进行了研究,探讨了其优势和实用性,对海洋石油开发具有一定的应用价值。