随着深海油气开发的需求逐年提升,海洋立管的地位日渐凸显。海洋柔性立管是连接海上浮式平台和水下采油系统的重要构件,相比传统的钢悬链线立管,柔性立管具有可回收、质轻、易弯曲、易铺设等诸多优点。非粘结柔性立管是柔性立管中较为常见的一种形式,它常用于深海长距离的天然石油气运输。非粘结柔性立管自身结构复杂,由多种材料属性不同的金属层和聚合物层构成,且层与层之间不粘合可以发生相对滑移。在柔性立管的设计研发阶段对立管进行单一载荷工况和组合载荷工况下的力学性能分析是十分有必要的。本文分别采用理论分析方法和数值分析方法对具有完整构型的非粘结柔性立管的截面力学性能展开研究,主要的研究内容如下:（1）采用理论研究方法对非粘结柔性立管的力学性能进行分析。理论方法基于对立管一定的理想假设,按照柔性立管各层的截面构型分成圆柱壳层和螺旋条带层,其中螺旋条带层分为不规则截面的螺旋条带层、不计入局部弯扭的规则截面螺旋条带层和计入局部弯扭的规则截面螺旋条带层。按照各层的分类,使用能量法和能量守恒定律,给出了各类层的刚度平衡方程,并通过柔性立管的整体受力平衡关系和各层的空间几何关系整合形成柔性立管的整体刚度平衡矩阵。（2）采用数值研究方法对非粘结柔性立管进行轴对称载荷下的力学性能分析。通过有限元三维数值软件建立完整的立管力学模型,计入柔性立管各层的材料属性、截面形状、铺设角度、螺旋条带数目和摩擦系数等因素。为了避免详细建模带来的数值模型节点数和单元数大幅提升导致的计算不收敛和计算时间过长、计算效率过低等问题,选用ABAQUS/Explicit准静态算法和质量系数放大方法进行模拟计算。（3）以某类新型的九层非粘结柔性立管为研究对象,先将九层立管按照装配顺序形成整体理论模型,数值模型选取一个代表的轴对称工况,通过理论模型计算结果和数值模型结果进行对比,验证了数值模型的正确性。单一载荷工况下,分析了几类轴对称载荷下不同的边界条件和不同的立管模型形式对立管表现出的力学性能的影响。组合载荷工况下,选取了轴对称载荷两两组合的方式,研究了柔性立管相比单一载荷的力学性能变化,以及组合工况存在两种载荷互相干扰并修正得到的数值分析结果,为柔性立管在设计初阶段提供了一定的数据支撑。