高钢级管道环焊接头在焊接过程中的缺陷是无法完全避免的,再加上环焊接头局部存在几何过渡非连续、材料非均质等特性,导致其附近极易形成应变或应力集中区域,环焊接头失效已成为高钢级管道服役安全过程中遇到的突出问题之一。为进一步增强高钢级管道的安全性,并为高钢级管道环焊接头全寿命周期安全运行提供评估理论与方法。本文开展了基于材料特性和基于应变的管道环焊接头断裂评估方法、管道环焊接头应变能力评估和延性断裂反演分析方法等研究,主要研究成果如下:（1）构建了基于标准材料性能要求的失效评定图（FAD）曲线,提高了针对不同钢级管道失效评估的准确性;基于DIC测试技术获取了X80管道焊缝、母材和HAZ的局部力学性能,建立了基于环焊接头实测力学性能的FAD评估模型,量化了基于R6 Option 1、BS7910 Option 1M与BS7910 Option 2的FAD曲线在缺陷评估时的准确性,优化了基于材料特性的管道环焊接头安全评估流程。（2）构建了X80管道环焊接头断裂分析模型。揭示了基于应变的失效评定图（SBFAD）方法及其影响因素,基于实测力学性能评估了X80管道环焊接头的应变承载能力。构造了含熔合线裂纹的不等壁厚管道环焊接头断裂分析模型,基于表观断裂韧性准则定量评估了壁厚比、强度匹配系数、内压等因素对不等壁厚管道环焊接头应变能力的影响。（3）构建了X80管道环焊接头延性断裂扩展分析模型。定量分析了管道环焊接头局部应变集中范围、裂纹尖端应变集中系数的影响因素;将裂纹起裂时刻对应的远端轴向应变定义为管道环焊接头的应变能力,量化了强度匹配系数、HAZ软化系数和缺陷尺寸等因素对应变能力的影响,提出了X80管道环焊接头的应变能力的估算公式。（4）构建了缺口圆棒试样的延性断裂扩展分析模型。提出了材料初始空隙体积分数的反演分析方法,所建立的初始空隙体积分数预测方法将极大地促进材料损伤参数的识别和确定;进行了缺口圆棒的单轴拉伸试验,识别了两种均质材料（X80管线钢、15Cr Mo）和一种异质材料（X80管道环焊接头）的初始空隙体积分数,识别出的初始空隙体积分数可以作为表征材料性能的参数之一。