本文是由省部级项目：四川省杰出青年基金项目(编号：03ZQ026-044)“特殊类型井管柱、管线设计与选择”资助完成的，也是该项目的部分内容之一。 本文针对油气输送管道失效主要原因之一—机械失效，利用材料应变理论、弹塑性力学和断裂力学方法，开展了基于应变的油气输送管道设计理论研究，研究表明基于应变的油气管道设计可充分利用材料性能，节约管道成本。本文的主要研究内容如下： (1)检索、查阅国内外油气输送管道失效及设计相关文献资料，制定合理的研究方案和技术路线。 (2)分析管道应力失效类型和存在的主要原因，针对不同埋管方式推导了埋地管道覆土压力计算模型和温差应力计算模型，探讨了管道残余应力计算模型和管道振动受力计算模型，分析推导了跨越管道轴向应力及风载应力计算方法。 (3)分析管道裂纹形式和种类，探讨脆性断裂和延性断裂失效判据及其适用条件，对裂纹扩展进行应力-应变场分析，建立了适合本研究课题的应力-应变场模型。 (4)分别研究埋地管道和跨越管道的强度设计理论和轴向稳定性计算模型，引入跨越管道挠度与弯矩重新分布系数，建立跨越管道挠度与跨度的数学模型，研究表明随着跨距的增加，挠度将达到临界值，此时管道发生失效。 (5)分析管道防断裂设计应力强度因子准则、裂纹止裂韧性准则和断口形貌准则，充分利用材料应变性能建立管道裂纹扩展与应变的数学模型，管道材料达到临界应变值时，管道裂纹即会失稳扩展。 (6)通过实例计算，验证跨越管道应变设计及韧性设计计算模型的正确性和实用性。 总之，本文针对油气输送管道机械失效的原因，提出了基于应变的管道设计方法，该方法能充分利用管道材料的承载能力和应变特性，既可以减小油气输送管道工程设计计算量，提高生产效率，又可以节约管道成本，对油气输送管道设计具有重要的理论意义和实际应用价值。