近年来,我国海洋资源开发步入深远海域,作为油气资源开发的“生命线”,海底管线的安全运营愈发受到关注。深海管线往往铺设于海床表面,缺乏锚固措施,极易遭到破坏,造成不可估量的经济损失与环境污染。一般而言,海底管线在选址时应尽可能避开地质灾害易发区,尤其是海底滑坡易发区,因此在海底管线路由选线前期,开展海底滑坡易发性评估十分必要。然而,在海底管线长距离输运过程中,管线不可避免的会穿越海底滑坡易发区或滑坡运移区,在避无可避的情况下,评估管线受海底滑坡这种极具破坏性偶发荷载的冲击力,进而优化海底管线设计,是抵御海底滑坡冲击作用的重要途径。进一步,当海底滑坡冲击力极大且传统管线结构设计不能满足安全储备时,为海底管线提供必要的防护措施,有助于降低海底滑坡冲击力,这对保障海底管线运营安全具有重要的科学意义与工程价值。本文首先提出了在非全流动贯入机制下海底表层软土不排水抗剪强度评价方法以及区域海底滑坡易发性评估方法,应用于南海北部陆坡浅表层海底地震滑坡易发性评估,编制了南海北部浅表层海底地震滑坡易发性分布图,为海底管线路由选线提供重要依据。然后,建立了海底滑坡低温-含水量耦合流变模型与流态化海底滑坡流态转捩的确定方法,考虑海底滑坡流变模型适用范围,基于雷诺准则提出了海底滑坡-管线相互作用模型设计理论,发展并验证了海底滑坡-环境水-管线相互作用CFD数值模型,揭示了滑坡冲击力的演化过程与形成机理,建立了复杂条件下海底滑坡对管线冲击力的预测公式,为海底管线设计提供关键理论。最后,提出了降低海底滑坡冲击作用的蜂窝孔海底管线自防护设计理念,分析了蜂窝孔管线的减灾效果与降阻机制,给出了蜂窝孔管线的优化设计方法,为海底管线防护提供有效途径。具体研究工作及取得成果如下:（1）发展了一种多探头贯入仪,开展了赋水环境下三种探头（球形、锥形与流线形）贯入南海土与高岭土的离心试验,给出了考虑环境水影响下球形探头（Ball）在浅表层贯入过程中贯入阻力变化规律。开发了基于欧拉-欧拉两相流模型的CFD方法,并基于离心试验结果,验证了所提出CFD模型的准确性。基于数值计算结果,分析了 Ball在浅表层贯入过程中贯入阻力的演化规律,揭示了环境水的作用机理,以临界深度为界,给出了表层贯入阻力系数与稳定贯入阻力系数计算公式,建立了 Ball全流动贯入测试评价海底浅表层软土不排水抗剪强度的方法。（2）建立了考虑双向拟静力地震荷载与海底土强度弱化模型的多层海底斜坡稳定性分析模型,开展了离散站位浅表层海底斜坡稳定性分析,提出了以安全系数作为评价标准,通过空间插值理论,将离散站位海底斜坡安全系数拓展到整个研究区的区域海底滑坡易发性评估方法。初步建立了南海北部地质背景、地震分布、土层物理力学参数数据库,在现有数据条件下,开展了南海北部陆坡区域浅表层海底地震滑坡易发性评估,识别了海底滑坡易发区,并编制了浅表层海底地震滑坡易发性分布图。（3）考虑海底真实温度环境,开展了南海北部陆坡海底滑坡易发区内四种不同含水量海底泥流试样的低温流变试验,通过粒际作用与布朗运动解释了温度与含水量对试样流变特性的影响机理,基于Herschel-Bulkley模型框架,建立了海底泥流试样低温-含水量耦合流变模型。基于流变试验原理,推导了流变试验中流态化海底滑坡体雷诺数的计算公式,并建立了以临界雷诺数为评价标准确定海底滑坡体流态转捩的方法,揭示了海底泥流试样流态转捩的内在机理,并应用于南海北部陆坡区海底泥流试样的流态分析。（4）考虑海底泥屑流流变模型的适用范围,基于雷诺准则,推导了海底滑坡-管线相互作用试验与数值模型中管线直径与海底滑坡冲击速度的确定公式,提出了海底滑坡-管线相互作用模型设计理论。在模型设计理论基础上,基于CFD不可压缩欧拉-欧拉两相流模型,发展了海底滑坡-管线相互作用CFD模型,基于经典室内水槽试验与前人数值分析成果,采用定性与定量相结合的手段验证了所提出CFD模型的准确性,并提出了概化的CFD模型用于复杂条件下海底滑坡-管线相互作用研究。（5）分析了海底滑坡与管线的相对规模及位置关系,基于概化的CFD模型,开展了复杂条件下海底滑坡-环境水-管线相互作用CFD模拟分析,发现低温环境、管线悬跨高度对滑坡冲击力（拖曳力与升力）的影响十分显著,总结了管线受力的三种模式,给出了升力震荡的两个必要条件,并提出了海底管线受滑坡冲击力峰值与稳定值的概念,解释了峰值与稳定值产生的机理,建立了峰值拖曳力系数、稳定值拖曳力系数、峰值升力峰值系数与稳定值升力系数的预测公式。进一步,考虑海底管线上覆滑坡体厚度,建立了标准图表法,完善了峰值与稳定值拖曳力的预测公式。（6）提出了降低海底滑坡冲击作用力的蜂窝孔海底管线自防护设计理念,并给出了蜂窝孔海底管线的设计标准。与圆形管线相比,蜂窝孔海底管线可有效降低管线受到的峰值拖曳力,并使拖曳力峰值与稳定值间差距减小,实现平稳过渡,最大减阻率接近23%,蜂窝孔海底管线还能有效抑制管线竖向周期性的受力波动,并大幅降低升力振动幅度,能有效降低由振动导致管线破坏的风险。基于边界层与流场演化理论,揭示了蜂窝孔海底管线的降阻机制,提出了蜂窝孔海底管线的优化设计方法,给出了蜂窝孔海底管线的优化设计方案。