储罐基础沉降与变形后的可靠度评价研究

摘要

储罐作为生命线系统之能源系统的重要组成部分,在石油化工行业中得到广泛的使用,属于重大危险源.储罐是输油系统中的重要生产设备,其内多储存易燃易爆、具有对环境产生污染的介质,一旦发生安全事故将产生严重的经济损失,并对生态造成严重的破坏.随着储罐使用时间的延长和环境条件的不确定性,储罐的正常使用将受到影响,需要定期地评估和维修.并且,我国对结构可靠度理论的研究始于20世纪50年代,在诸多专家、学者的努力下,白80年代以来,在结构可靠度方面的理论和应用发展有了很大的进展,目前在工程中广泛应用可靠度方法进行分析,并且结构可靠度理论编入了设计规范.因此,在基础沉降和变形后,对储罐的可靠度进行评价研究是有必要的,而且基础的沉降对储罐有重要的影响.本文的主要内容:1、采用了大型有限元软件,对储罐地基的沉降过程进行了数值模拟,分析了地基土体的渗透系数、压缩模量、加载天数和泊松比等因素的影响,以及孔隙压力的变化.同时,还分析在地基在欠固结情况下,储罐的沉降过程.2、分析了储罐底板的变形和沉降量,以及储罐底板的径向应力和环向应力.储罐底板的径向应力在靠近底板边缘和中心位置出现了最大拉应力,储罐底板的环向应力值没有明显的变化.3、根据储罐的沉降量,建立了储罐的功能函数,采用改进的一次二阶矩法和蒙特卡罗法求解储罐的可靠度,并且对这两个方法的分析结果进行对比分析.

目录

文摘

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创新点摘要

引言

1储罐地基沉降的分析研究

1.1有限元法的分析步骤

1.2储罐的有限元模型的建立

1.2.1 ADINA有限元软件简介

1.2.2储罐有限元模型的建立

1.3地基沉降变形分析

1.3.1储罐地基的变形

1.3.2储罐地基沉降计算

1.4土体正常固结时，储罐地基沉降的有限元分析

1.4.1渗透系数对地基沉降的影响

1.4.2加载速度对地基沉降量的影响

1.4.3最终沉降所需天数与渗透系数的关系

1.4.4最终沉降量与地基压缩模量的关系

1.4.5最终沉降量与泊松比的关系

1.4.6地基中的孔隙压力分析

1.5土体欠固结时，储罐地基沉降量的有限元分析

1.6本章小结

2储罐底板变形和应力分析

2.1储罐底板的结构形式和特点

2.2地基土体处于正常固结状态

2.2.1储罐底板变形

2.2.2储罐底板沉降量

2.2.3储罐底板径向应力

2.2.4储罐底板环向应力

2.3地基欠固结90％

2.3.1储罐底板变形

2.3.2储罐底板沉降量

2.3.3储罐底板径向应力

2.3.4储罐底板环向应力

2.4本章小结

3储罐的可靠度分析

3.1结构可靠度分析的基本概念和原理

3.1.1结构分析中的不确定性

3.1.2工程结构可靠度分析方法

3.2储罐的可靠度

3.2.1储罐底板变形允许值

3.2.2储罐底板功能函数的建立

3.2.3可靠度计算

3.3本章小结

结论

参考文献

附录1：使用蒙特卡罗法求解可靠度的程序：

攻读硕士学位期间发表的论文及科研实践

致谢