海底管道是海洋石油天然气运输的生命线。由于其所处海洋环境非常复杂，在海流作用下，管道附近的沙床极易发生冲刷，从而导致管道冲刷悬空，出现悬跨段；海流流经悬跨管道会进一步诱发管道涡激振动，造成结构的疲劳损伤，极端情况下会出现破坏失效。本文针对管道冲刷机理和涡激振动特性开展深入研究，具有重要的工程意义，同时相关研究可弥补海底管道冲刷和涡激振动领域研究的不足，亦具有重要的理论价值。　　利用FLOW3D对管道冲刷过程进行了数值模拟。采用泥沙冲刷模型和湍流模型 k-?相结合，对管道与海床之间0.5D间隙比情况下均匀来流海底管道冲刷过程进行分析，研究发现：管道冲刷稳定后，后方伴随规则的漩涡脱落；管道冲刷明显发生过程中，管道后方未发现明显的漩涡脱落；冲刷坑的形成是冲刷和淤积的共同作用；管道初始冲刷发生在管道迎流侧，但是随着时间的增加，管道冲刷坑最大位置向下游移动，当冲刷稳定时，冲刷坑最大深度发生在管道下游侧。　　开展了两端简支管道模型涡激振动拖曳水池模型实验，管道模型的长径比为195.5、质量比1.82，通过应变传感器测量结构振动信息，利用模态分析法对实验数据进行处理，获取管道模型涡激振动的位移响应。实验观测了圆柱结构横流向、顺流向涡激振动特性，对两个方向涡激振动的控制模态、控制频率、最大位移均方根、最大位移、最大应变均方根进行了系统讨论，同时重点分析了横流向与顺流向两个方向涡激振动的耦合现象。实验结果表明：横流向与顺流向涡激振动耦合现象显著，特别是不同测点处的运动轨迹出现了“8字形”、倒置的“泪滴形”、“口唇形”等多种复杂形式。　　同时设计了海底管道跨肩土体支撑装置，在拖曳水池中进行了流-固-土多场耦合作用的悬跨管道涡激振动实验。管道模型悬跨长度为4.6m，两端跨肩长度均为0.5m，管道模型置于土体表面以下5倍管径处。实验中砂土土样取自渤海海域。通过自由衰减实验确定了水中管道模型自振频率，对管道振动频率和应变信号进行了初步分析，结果表明悬跨管道涡激振动仍保持简谐特征。