为了使管道安全、稳定和持久地输送油气资源,常采用将管道填埋于地面或海床以下一定深度的方式来保护管道。随着管道服役年限的增长,由于人工作业、水流冲刷、地质运移或环境载荷作用等原因,埋于地层或海床中的管道常常出现管道悬空,本文中称之为埋管悬空问题。埋管悬空的出现可能造成管道损伤、泄露甚至折断等事故,对管道安全有很大威胁。因此,埋于地层或海床中管道的定期悬空检测对保障管道安全有着重要意义。本文针对埋管悬空检测问题,开展管内激励载荷作用下的埋管悬空内检测理论、方法与实验研究。具体内容包括:（1）针对埋地管道管内激励载荷作用下的动力学响应问题,基于三维弹性理论建立频率波数域内的管土耦合系统数学分析模型。基于频率响应函数,建立针对所建立数学分析模型的动力学响应求解算法。系统研究管内动载荷作用下管道埋深、管道材料参数和土介质材料参数对管土耦合系统动力学响应特性的影响规律。针对悬空管道管内激励载荷作用下的动力学响应问题,基于ANSYS有限元分析软件建立埋管悬空系统三维有限元分析模型。研究管内动载荷作用下土介质刚度系数和管道悬空长度参数对埋管悬空系统动力学响应特性的影响规律。通过上述研究,为本文所提出的埋地管道悬空内检测方法提供理论基础。（2）建立埋管悬空内检测信号预处理方法和分析方法。设计基于Lab VIEW的信号采集程序和基于MATLAB的信号处理与分析程序。建立基于频率响应函数、共振频率变化、共振频率变化率、响应信号能量和加权响应信号能量的多个埋管悬空评价指标。通过所建立的埋管悬空评价指标可以分析悬空情况、计算悬空长度和位置。（3）进行埋管悬空检测原理验证性实验,验证所提出的埋管悬空检测方法的原理可行性。分析悬空检测中的关键参数。采用钢板土壤系统中的悬空段作为检测目标,分别进行等距定点悬空检测实验和移动悬空检测实验,初步研究激励信号扫频速率、激振力幅值及悬空检测器移动速度对悬空检测结果的影响规律。采用频率响应函数、共振频率变化和共振频率变化率悬空评价指标分析悬空情况、计算悬空长度和位置,验证所提出的悬空评价指标的有效性。为埋管悬空内检测实验研究提供基础。（4）设计并搭建埋管悬空内检测实验台。进行等距定点埋管悬空内检测实验,研究激振力幅值和激励信号扫频速率对埋管悬空内检测结果的影响规律。进行移动埋管悬空内检测实验,研究悬空检测器移动速度对埋管悬空检测结果的影响规律。采用频率响应函数、响应信号能量和加权响应信号能量悬空评价指标分析悬空情况、计算埋管悬空长度和位置,验证所提出的悬空评价指标对埋管悬空的敏感性。