天然气的输送方式有很多种，管道输送是最常用的方式之一，受很多环境因素的影响和限制，许多管道敷设在土质较软的地基上，由于这种地基承载力低，承载后变形大，容易致使敷设在其上的管道由于地基的各种沉降而遭到破坏。因为管道输送的介质通常易燃、易爆或具有毒性，容易发生火灾、爆炸或者中毒事故，为保障管道的安全运行，需要对管道进行安全性研究。因此，本文对输气管道在各种基础沉降工况下的受力特性进行了数值模拟计算分析并进行现场监测。首先，本文介绍了管道在运行中所受到的一些常见的载荷及其来源，和一些管道基本的应力的理论计算方法及其分类。又介绍了管道在实际工况中经常遇见的几种变形，如拉压、剪切、扭转、弯曲变形，为实际应用提供理论的参考。然后，本文通过对有限元理论的论述，介绍大型通用软件ANSYS的介绍和一些基本的分析过程，并且利用ANSYS软件对膨胀压缩机压缩端进口常温管道和干气压缩机出口高温管道进行有限元模拟计算分析。其中，提出四种管道的基础沉降工况，分别对这四种工况进行有限元数值模拟分析，记录结果进行分析了解管道的受力情况，归纳基于地基沉降情况下的管道的应力分布和变化规律，为现场传感器布点提供理论依据。最后，选择适当的硬件系统和软件系统，并且提出相应的布点方案和管道监测的基本步骤，记录数据与数值模拟进行对比。针对本文研究的管道及其工程的特点，从设计与施工、生产运行方面提出了管道防护的基本措施。本文的研究方法和结果可为进一步研究输气管道在各种基础沉降工况下的受力特性的问题提供一定理论依据和技术支持。