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1、第10卷第5期大连民族学院学报Vol.10,No.52008年9月JournalofDalianNationalitiesUniversitySeptember2008文章编号:1009-315X(2008)05-0448-04考虑地基固结效应的储罐力学性能分析1,23赵福君,杜蓬娟(1.清华大学土木工程系,北京100084;2.大庆油田建设集团工程公司,黑龙江大庆163453;3.大连民族学院土木建筑工程学院,辽宁大连116605)摘要:基于轴对称Biot固结理论,地基土采用Mohr-Coulomb理想弹塑性模型,对地基基础与储罐共同作用问题进行了非线性固结弹塑性有限元数值分析
2、。计算结果表明,地基中孔隙水压力的消散与储罐底板的内力变形特性的时间效应具有密切的联系,底板的最大环向应力和最大径向应力都发生在边缘板附近,壁板最大环向应力发生在壁板底部,这和抗震计算中的“象足”现象相似,该位置容易发生屈曲破坏。所得结论对于地基基础储罐的设计具有一定的参考价值。关键词:固结;孔隙水压力;储罐底板;有限元分析;轴对称中图分类号:P315.963文献标志码:ATheMechanicalAnalysisofLiquidStorageTankinconsiderationwiththeConsolidationEffectofFoundation1,23ZHAOFU-j
3、un,DUPENG-juan(1.DepartmentofCivilEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;2.EngineeringCorporationofDaqingOilFieldConstructionConsortium,DaqingHeilongjiang163318,China;3.CollegeofArchitecture&CivilEngineering,DalianNationalitiesUniversity,DalianLiaoning116605,China)Abstract:Basedon
4、axialsymmetryBiotconsolidationtheory,andtakingMohr-Coulombelas2toplasticmodeltosimulatethesoil,theinteractionbetweenfoundationandbaseplateisana2lyzedbynonlinearconsolidationFEmethod.Itisshownthatthedissipationofaperturepressureinfoundationisincloseconnectionwiththetime-dependantstressofthebas
5、eplate,themax2imumhoopandaxialstressofbaseplatearefoundinthevicinityoftankwall,andthemaxi2mumhoopstressoftankwallisfoundatthebottomarea,whichispronetobucklingdamagesimilarto“elephantfoot”inearthquake-proofcalculation.Theresultsareusefulfortheseismaticdesignofthefoundation.Keywords:consolidati
6、on;aperturepressure;baseplate;FEmethod;axialsymmetry随着我国石油化工工业的迅速发展,我国对考虑地基土的固结特性,研究加载方式及不同底进口原油量的需求不断增加,因此,近几十年,发板坡度对地基变形、土体孔隙水压力的影响,进行[1-5]展了各种形式的储罐,但最常用的还是地上立式储罐底板和壁板的受力特性分析。圆柱体储罐。对于圆柱体储罐,考虑到经济成本1轴对称Biot固结理论及弹塑性有限元和施工难易程度,绝大多数的立式储罐采用非锚[6]列式固式安置,即浮放式储罐,并且直接搁置在天然地基上。对于此类储罐,在储罐建成后,可通过逐渐在土体中取出
7、微分体,轴对称微分体的静力充水试压来模拟随着储油高度的增加,地基沉降平衡方程为量的时间效应以及储罐底板、壁板的内力和变形5σ5τσ-σrryrθ++=0,(1)随储液高度的变化。本文采用有限元分析方法,5r5yr3收稿日期:2008-05-20基金项目:大庆石油管理局科技攻关资助项目(QR/A0/7.1-1-03)。作者简介:赵福君(1968-),男,黑龙江大庆人,博士,主要从事大型储罐设计与力学性能分析研究。第5期赵福君,等:考虑地基固结效应的储罐力学性能分析449[7]5σ5
