依据倾斜成组埋于地基中的热虹吸管,建立了多年冻土储罐地基热虹吸系统的计算模型和热流程图,通过试算初步确定了热虹吸管的直径、冷凝段翅片面积和间距。计算结果显示,寒季热虹吸系统可使融土全部回冻,同时还可降低多年冻土温度,且当蒸发段长度超过20 m后,热虹吸制冷量将不再显著增长。研究表明,多年冻土地区储罐地基热虹吸系统可满足储罐安全运行的地基承载力和变形要求。若在热虹吸系统上布置正交方格网状的均温热虹吸,可使罐底地基土温度均匀,在环墙底部增设隔热板则可减小夏季罐底融化深度。

用ANSYS软件热分析程序建立了多年冻土地区储罐地基的轴对称有限元模型,采用焓法解决冻土相变问题,通过热分析得到了50年内任一月份地基的温度场。根据计算结果,分析了储罐地基各点在不同深度处地温的变化规律。然后,把热分析单元转换为结构分析单元,对附加应力和包含融沉的地基变形进行了计算。最后得出结论:本工程中油罐地基在50年的使用期间是不安全的,应该采取特殊的工程措施来保持地基稳定。

季节性冻土场地从未冻结状态过渡到冻结状态或反向循环,土体的物理力学性质将发生巨大变化,各种强度指标大幅度提高或衰减。中国东北、华北及西北大部分地区烈度在7度以上。立式圆柱形储液罐一旦在地震中遭受破坏,其损失不仅为罐体本身和所储存的介质,更为严重的是它所产生的次生灾害。以Ⅲ类季节性冻土场地上的八种立式储罐为研究对象,计算了场地在非冻结期和冻结期两种情况下储罐的地震反应,并对计算结果进行了对比分析。结果表明Ⅲ类季节性冻土场地上的储罐,冻结期的地震反应要比非冻结期的地震反应明显增大。

季节性冻土场地的地震动特性研究是工程结构抗震的一个新领域。本文对20000m3、50000m3浮顶罐在冰冻期与非冰冻期两种工况下的地震反应进行了时程分析。通过分析发现,季节性冻土层的存在明显地影响着场地的动力特性,进而影响储罐的抗震安全性。因而建议对于季节性冻土场地上的储罐应该进行非冻结和冻结两种情况下的抗震安全性验算。

储罐属于薄壁结构 ,在地震过程中往往会造成严重灾害 .季节性冻土层从非冻结期过渡到冻结期 ,土层的动力参数会发生很大变化 .Ⅱ类场地由于覆盖层较薄 ,所以土层动力参数的变化将直接影响场地总的动力特性 .以Ⅱ类季节性冻土场地上的 8种浮顶罐为研究对象 ,计算了场地在非冻结期和冻结期 2种情况下储罐的地震反应 ,对比分析了 2种状态下的地震反应时程曲线 .结果表明 ,Ⅱ类冻土场地上的绝大多数储罐 ,冻结期的地震反应要比非冻结期的地震反应大 .在设计北方高寒地区上的储罐时 ,必须考虑季节性冻土层的影响