储罐静力特性分析：考虑地基固结效应

"考虑地基固结效应的储罐静力特性分析 (2009年)" 这篇论文主要探讨了在软土地基上建造储罐时，地基固结效应对储罐静力特性的影响。作者通过非线性固结弹塑性有限元数值模拟计算，研究了地基变形、储罐内力与变形的时间效应。以下是详细的知识点解析： 1. **地基固结效应**：在软土地基上，储罐的底板和壁板受到的应力不仅与底板坡度有关，还与储液加载速度和地基参数紧密相连。地基固结是指在上覆荷载作用下，地基土体中的孔隙水逐渐排出，导致体积压缩的过程。这个过程会影响储罐的基础稳定性和结构性能。 2. **非线性固结弹塑性有限元模拟**：这是一种高级的数值计算方法，用于模拟地基与储罐的相互作用。它考虑了地基在荷载作用下的非线性变形和固结过程，以及材料的弹塑性行为，能更准确地预测储罐的受力状态和变形特征。 3. **时间效应**：储罐内力和变形随时间的变化是重要的考虑因素。地基内的孔隙水压力变化遵循一维固结理论，这种变化对储罐的稳定性有直接影响。随着时间推移，地基会逐渐稳定，但这一过程可能需要数月甚至数年。 4. **底板径向应力和壁板环向应力**：在设计中，这两个应力起着关键控制作用。底板的径向应力主要由储罐内部液体压力引起，而壁板的环向应力则与地基的侧向支撑和罐体自重有关。合理控制这些应力有助于确保储罐的安全性。 5. **底板坡度**：论文建议底板坡度应控制在2%到5%之间。适当的坡度可以改善排水性能，减少底板的不均匀沉降，同时避免因过大坡度导致的结构不稳定。 6. **“象足”现象**：壁板在距离储罐底板约1米左右的位置可能发生“象足”现象，即局部弯曲。这是由于该位置承受的剪切应力较大，容易引发屈曲破坏。对此需采取特殊的设计措施以增强壁板的抗屈曲能力。 7. **安全设计**：基于以上分析，设计人员需要综合考虑地基固结、储液加载速度、地基参数等因素，以优化储罐设计，防止潜在的结构失效和损坏。 这篇论文提供了对储罐静力特性的深入理解，特别是地基固结效应对其性能的影响，对于在软土地基上设计和建造储罐具有重要的指导意义。