0 前言

    储液罐的地震破坏是地震次生灾害的主要原因[1-3]，往往会造成火灾、爆炸、环境污染、燃油短缺等严重次生灾害，使灾情大大加重，所产生的人员伤亡和建筑毁坏数量相当惊人。例如，1964 年6月16 日，日本新潟地震中储液罐的破坏和电力故障导致整个油罐区起火，造成极大经济损失。储油罐的火势迅速蔓延引起相邻的工厂发生新的火灾和爆炸，成为第二火源，进而引发更大的火灾。新潟炼油厂的整个厂区变成废墟，80 多个油罐报废，造成500 多人死亡，75%的煤气管道和11 座变电站遭到破坏。

   因此，储液罐的抗震研究成为普遍关注的课题。在60 年代至80 年代中期，对锚固储罐研究做了大量工作。其中，最具深远意义的模型是1957年Housner 提出的质量-弹簧系统模型[4]。由于Housner 没有考虑罐壁的弹性变形与液体的耦联及储罐与地基的相互作用，其给出的地震剪力和地震弯矩偏低，按其理论设计的美国大量储罐在1964年阿拉斯加地震中遭到破坏，从而促使人们去研究液体和罐壁的耦联振动问题，即按柔性壁研究储罐振动。1969 年，Edwards 首次用有限元法在计算机上对储液罐-流体耦合系统的地震反应进行了数值模拟[5]。1974—1986 年，美国麻省理工学院在Nash教授的指导下，用有限元法对圆柱形储液罐进行了多方面的研究[6,7]。他们在不计液体自由表面晃动的前提下，同时将不可压缩理想流体和柔性罐壁进行有限元离散，罐壁作为弹性薄壳采用环形单元，流体离散成矩形截面的环形单元，最终将罐-液耦合问题简化成一个具有附加质量的空罐振动问题。他们

用这种模型研究了空罐及各种液深的储液罐的动力反应、土壤作用的影响等，并推广到具有弹性罐顶的情况。

    多年来世界上许多国家的学者对此开展了大量研究，取得了一系列有价值的研究成果，但还存在一些问题有待进一步研究，如储液罐的非线性液固耦合问题、储液罐的破坏机理等。随着 ADINA等有限元分析软件的开发与发展，对储液罐非线性动力响应分析提供了有效的分析计算工具。本文利用ADINA 有限元分析软件实现了储液罐考虑液固耦合非线性地震反应分析，通过算例初步研究储液罐的破坏机理，对减小地震灾害具有重要的意义。

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