余建星 ，韩梦雪 ，余 杨 ，陈海成 ，杨政龙，许伟澎 ，徐盛博 ，刘泽生

(1. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072；2. 高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海 200240)

海底管道铺设过程容易受到作业环境、铺设方法等因素的影响，致使管道承受多种载荷的联合作用[1].根据管道在S型、J型和REEL型铺设方法下的受力状态，轴力、水压和弯矩作为主要环境载荷，一直是国内外专家研究的重点[2-4]．管道在空管铺设时，因为没有内压的支持，其在上述复杂载荷作用下容易发生局部屈曲压溃[5]．

对于轴力水压的联合加载情况，Madhavan等[6]进行了试验和模型对比，发现轴力会降低管道的压溃压力，且轴力-水压载荷下的管道极限承载曲线受材料属性的影响较大．除此之外，Kyriakides等[7]和AndréC等[8]证明了轴向拉力会降低管道的屈曲传播压力，并得到了屈曲传播压力计算公式．相较于上述的海底管线，更多的轴力水压联合作用集中于立管的动态运动响应研究[9-10]．现有的研究成果并未对轴力和水压的加载顺序给予过多关注．

国内外学者基于试验和数值分析的手段对深水海底管道在水压与弯矩作用下的屈曲机理进行了充分的研究[11-12]．余建星等[13-14]则对屈曲传播和止屈穿越的压溃模态进行了总结与补充．Kyriakides等[15]发现，在弯矩水压的联合作用下，弯矩会对管道截面造成较大的椭圆度，进而降低管道的承压能力，造成管道的屈曲压溃．Zhou等[16]则通过引入刚度系数，分析了三维壳单元模型……