非錨固圓柱形儲(chǔ)液罐地震模擬及提離響應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、大型立式非錨固圓柱形儲(chǔ)液罐憑借其投資少、占地面積小、呼吸損耗小、能耗低和便于操作管理等優(yōu)點(diǎn)，在石油儲(chǔ)備基地中被各國(guó)廣泛采用。其在使用中的安全可靠性極為重要，地震中儲(chǔ)液罐一旦遭到破壞，將帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染，甚至危及生命安全。
　　 本文在國(guó)家“863”高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2009AA044803)、國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào):2011BAK06B02）的資助和支持下，基于非錨固鋼制圓柱形儲(chǔ)液罐模型進(jìn)

2、行地震模擬實(shí)驗(yàn)，綜合考慮了多種因素的影響，系統(tǒng)地研究了地震動(dòng)作用下模型罐系統(tǒng)的提離響應(yīng)，開(kāi)展的主要工作如下:
　　 (1)完成了圓柱形鋼制非錨固儲(chǔ)液罐模型的大型地震模擬實(shí)驗(yàn)。詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)過(guò)程和數(shù)據(jù)處理方法。系統(tǒng)地闡述了實(shí)驗(yàn)中所選用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)方法、模型罐設(shè)計(jì)和制作、傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、測(cè)點(diǎn)布置方法、實(shí)驗(yàn)用地震激勵(lì)及其輸入方法等實(shí)驗(yàn)基本情況。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖到y(tǒng)包括空罐模型、半罐模型、滿罐模型和浮頂罐模型。地震激勵(lì)種類(lèi)包括實(shí)測(cè)天然

3、波、人工擬合波、白噪聲波和簡(jiǎn)諧波。
　　 (2)測(cè)試分析了模型罐的加速度動(dòng)態(tài)響應(yīng)情況;闡述了加速度時(shí)程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析方法;解決了多臺(tái)采樣設(shè)備的不同步及測(cè)量結(jié)果存在差異這一實(shí)驗(yàn)研究中普遍存在的問(wèn)題;以加速度實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)研究了各模型罐頻譜特性，詳細(xì)闡述各模型罐頻譜分析的方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果;應(yīng)用ANSYS有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了各模型罐系統(tǒng)的低階頻率和基本頻率;參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)規(guī)范中的方法計(jì)算得到半罐和滿灌模型的基本頻率;將實(shí)驗(yàn)、

4、數(shù)值模擬和設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較研究，并分析了三者存在一致性和差異的原因。
　　 (3)研究了地震動(dòng)的多維性對(duì)模型罐豎向絕對(duì)位移和提離響應(yīng)的影響。提出應(yīng)同時(shí)關(guān)注罐體豎向絕對(duì)位移和罐體提離情況;比較一維不同方向激勵(lì)對(duì)模型罐響應(yīng)的影響，提出開(kāi)展多維地震激勵(lì)下模型罐動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究必要性;比較一維激勵(lì)和多維組合激勵(lì)對(duì)模型罐響應(yīng)的影響，研究表明多維組合激勵(lì)下模型罐提離值甚至高于不同方向的一維激勵(lì)作用下提離值之和;并進(jìn)一步研究了多維組合激勵(lì)

5、中Z向分量的變化對(duì)模型罐動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律的影響，提出Z分量的變化對(duì)提離響應(yīng)的影響明顯。
　　 (4)研究了多種因素對(duì)模型罐動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律的影響。將儲(chǔ)液高度、有無(wú)浮頂情況、地震波加速度幅值、地震波頻率、場(chǎng)地類(lèi)別等因素作為可變參數(shù)，實(shí)驗(yàn)得到各因素以及它們聯(lián)合作用下的位移和提離響應(yīng)行為規(guī)律和數(shù)學(xué)表達(dá)式。
　　 (5)實(shí)驗(yàn)得到不同工況下的動(dòng)液壓力時(shí)程數(shù)據(jù)，提出在地震動(dòng)作用下，應(yīng)用雨流計(jì)數(shù)法，同時(shí)以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的壓力均值、壓力幅值和有效幅值