由于石油天然气易燃、易爆及毒性特点,使得其储存和运输过程的安全成为关注的焦点。而管道输送作为主要输送方式,由管道失效所引起的事故也引起了足够的重视。调查发现,管道机械损伤是影响管道运营阶段安全和经济目标最主要的影响因素,凹陷作为机械损伤中最常见的类型,对管道的安全产生明显的威胁。因此,有必要对管道凹陷的力学行为进行深入研究,达到对管道安全的合理评价。本文针对油气管道上有凹角和无凹角两类凹陷的损伤程度进行了以下几方面的研究：首先,调研了大量的国内外文献,同时结合实际的工程项目对管道上凹陷的分类进行研究。分析前人研究中凹陷的类型、评价方法以及适用范围。从而找到在已有的研究基础上对管道凹陷需要的补充和改进部分。其次,对金属材料塑性变形的微观过程分析,找到了一种能够用于不同应力三轴度下的断裂判据—临界空穴扩张比判据。并将宏观临界扩张比参数用于损伤模型的建立,从而应用到油气管道上凹陷的安全评价过程,达到对管道是否发生开裂的判断。然后,分析有凹角凹陷的在线检测尺寸特征,选取椭球模型作为计算模型,变化椭球尺寸达到对不同大小凹陷的模拟。对于无凹角凹陷的模型研究,根据管道在线检测的结果,分析此类凹陷的形成机理,提出环向棍压模型,通过变化环向棍的参数从而改变棍与管道的接触面积,以模拟不同尺寸的凹陷。模拟不同尺寸的两类凹陷,根据韧性损伤模型研究管道两次加载过程中凹陷区域的应力状态以及应变变化规律,结果表明：应力主要以环向应力和轴向应力为主,接近二向应力状态；深度对应力状态的影响较小,损伤的变化主要受等效应变的影响较大：内压对应变影响较大,从而使得两类凹陷的二次损伤较大；同深度的凹陷,有凹角损伤最大可达到无凹角损伤的2-3倍左右,说明凹陷类型的不同对管道损伤影响的差异较大。最后,结合实际应用中的不同参数,分析了两类凹陷在施痕物参数、管道参数和运行内压三种参数变化下,凹陷深度与损伤的变化规律,并对两类凹陷的损伤程度进行回归分析,一元回归结果表明仅通过凹陷深度对管道安全评价是不准确的,不同参数下损伤与深度的表达式是不同的。多元回归的分析为实际工程中所应用的管道提供了较为准确的损伤程度计算式,为管道的安全评价提供保证。