油气资源是国家能源的未来，海洋油气资源是中国未来能源的希望。海底管线在海洋油气的开采运输过程中得到了越来越广泛的应用。海底管线在外力作用下的自沉问题与土体对管线的水平向抗力问题是海底管线稳定性设计中十分重要的两个课题。本文分别采用理论计算与数值模拟两种方法对海底管线的自沉规律进行了研究，并比较了两种方法所得到的结果；通过模型试验、有限元分析和经验公式三种方法研究了土体对浅埋管线的水平抗力发挥过程。主要的研究内容与结论如下：采用渤海湾分布较为广泛的细砂和软粘土作为试验用土，分别对30、50和80mm三种直径的试验管段开展了在不同埋置深度下的水平推力试验，测定了管线在水平向运动过程中土体抗力的发挥和发展规律。应用ABAQUS软件中的CEL技术模拟了海底管线的自沉过程，对比分析了数值模拟结果与已有公式的计算结果，验证了有限元方法在海底管线自沉计算中的适用性。使用ABAQUS软件对管线的水平抗力发挥过程进行了数值模拟，对比分析了数值模拟结果与试验结果的异同，在此基础上对原比尺管线水平抗力的发挥过程进行了模拟。研究表明，针对渤海软粘土，在自沉深度小于0.5D时，采用Prandtl法计算较为合理；当自沉深度大于0.5D时，采用Muff法计算更为合理；同时辅以CEL法的计算结果进行对比分析，可最终确定管线的自沉深度。不管在砂土或软粘土中，土体对管线的水平抗力与管线水平位移关系曲线大致成倒“L”形，即初始时水平抗力随位移迅速增加，当其达到一定值后不再随位移增大而改变。在埋深相同的情况下，管线的直径越大，其峰值抗力越大，且峰值抗力对应的位移也越大。根据试验与数值模拟结果，提出了针对渤海土体的管线水平向峰值抗力及其对应位移的计算公式。