某电厂储油罐基础沉降计算的实例分析

研究与探讨 广东建材2006年第7期 某电厂储油罐基础沉降计算的实例分析 王永丰 (广东省电力设计研究院) 摘 要：通过某电厂储油罐基础沉降计算实例分析，详细介绍其设计计算过程以及相应的计算结 果，得出基础沉降大小直接关系到储油罐的安全，必须引起足够重视。 关键词：储油罐基础；压缩模量：沉降计算经验系数：分层总和法 1前言 在电厂建设过程中，需建一些储油罐，以贮存电厂 启动和正常运行所需油料 (如锅炉启动时需用 0号轻柴 油)，为此需建油罐构筑物，某电厂有两个 2000m。的储 油罐，用于储存 0号轻柴油。储油罐基础质量的好坏，直 接影响到座落在该基础上的储油罐能否正常安全地投 入生产，关系到电厂能否正常运行。所以储油罐基础的 设计和建造质量必须引起足够的重视。地基沉降是影响 储油罐基础质量的重要因素，如果储油罐下地基出现过 大的沉降差，容易造成罐壁圆度的改变及罐壁的局部失 稳，使罐壁产生翘曲，产生局部应力集中现象，威胁储油 罐安全。本文对储油罐基础的沉降计算作了分析 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ， 以期为储油罐基础设计提供参考。 2工程概况 电厂位于广东沿海地区，厂区储罐种类很多，本文 以2000m。的储油罐为例，分析储油罐基础的沉降计算。 本场地土层由素填土、细砂、砂质粘性土、全风化花 岗岩、微风化花岗岩组成，地基经处理后，罐区地基得到 明显改善，场地评价地基质量良好。 3沉降计算 本工程地基采用换填法处理，把素填土挖掉，用中 粗砂回填，严格分层冲水振实，这样能有效减少地基的 不均匀沉降。由于不均匀沉降会使油罐底板造成变形， 使油罐焊缝出现抗拉破坏。所以本设计需计算罐中心及 边缘的沉降量，以便控制它在 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 允许的范围内。 本设计的最终变形量使用 《建筑地基基础设计规 范》(GB 50007-2002)所推荐的公式计算： p s=1lr ss =1lr s (z Q i— Q ) i一 1 Lsi 其中S一地基最终变形量 (mm)：S 一按分层总和 法计算出的地基变形量；1lr 一沉降计算经验系数；n一 表1储油罐所在场地 需计算沉降土层的各土层地质情况 标贯击数 N 层编号 地质构造 层厚 H(m) (SPT) ① 人工换填土层 20 2．O ② 细砂 14．8 4．O ⑦ 砂质粘性土 19 3．8 ⑧一1 全风化花岗岩 31．8 2．5 t t t 0 产 t； ‘t t) t Cu2／C 1--0．6、1．5和 2．0时的临界破坏应变示意图，得 到的安全系数分析为0．95、2．03及 2．14，与 Griffiths 的结果『2 基本一致，也说明了本文计算的正确性。对于 Cu2／C 1=1．5时，同时存在两个潜在滑动面，一是贯穿于 基础土层，二是存在于土层界面，这显示出了有限元分 析的正确性，而传统的条分法是无法得到这一结果。 3结语 本文讨论了强度折减有限元方法分析土坡稳定的 分析方法，分析表明该法能有效地进行边坡稳定分析与 评价，较之传统的条分法，其优点是显而易见的。● 一 18 一 ) t t t t tj ： 【参考文献】 (1)Griffiths v and Lane P． A． Slope stabi1ity analysi S ∞ ． n 算 一Ⅲ ‰ 明m Ⅲ M鼬减 ∞ 一断咖 一～一猢一 一一～ q J n 6 一 i 一1 2 n一 ． 止 限利 c， n 2 l一 引K 一～一一一一～一一 ∞ ∞眦 G ％ h均 ～一 一懿枷 扑 甜 研 一 一 蛳 m ．r U O 8． v向 e D u r l 9 自 慨 h a ，h ．n 7矗 订∞ 系 n f O ． y a 了 ．曼卅～盯 戡 踟．呈舭踟 维普资讯 http://www.cqvip.com 广东建材2006年第7期 研究与探讨 表2沉降计算用表 ⋯～ —— —— —— △s Q Z Q Zi Q l — Zi 1 E Pn Center Edge t土层编号 H(m) Z (m) C enter Edge Center Edge Center Edge ① 2．O 2．O 0．999 0．483 1．998 0．966 1．998 0．966 20 lO3 lO．29 4．97 ② 4．0 6．0 0．986 0．467 5．9l6 2．802 3．9l8 1．836 l5 l03 26．90 l2．6l ⑦ 3．8 9．8 0．656 0．445 9．369 4．36l 3．453 1．559 19 l03 l8．72 8．45 ⑧一l 2．5 l2．3 0．926 0．43l l1．389 5．30l 2．02l 0．940 38 l03 5．48 2．55 ∑ 61．39 28．58 地基变形计算深度范围内所划分的地层数；P(厂对应于 荷载效应准永久组合 时的基础底 面处 的附加压力 (kPa)；Esi一基础底面下第 i层土的压缩模量 (MPa)，应 取土的 自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压 力段计算；Z 、Zi-1一基础底面至第 i层土、第 i-1层土底 面的距离(111)；a 、a 一 一基础底面计算点至第 i层土、 第 i一1层土底面范围内平均附加应力系数。 在规范的计算公式中，压缩模量的选取至关重要， 它直接关系到基础沉降计算的正确与否。压缩模量 E 除从室内压缩试验测定外，还可以通过现场原位测试取 得。由于试验室的结果包含了一些无法考虑到的因素， 而且不能反应同一土层不同位置的情况，故本工程在压 缩模量取值上考虑使用 SPT( 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 贯入试验)取得的标 贯击数来换算 E i。针对本场地各组主要土层的性质，本 工程中使用的压缩模量 E 与标贯击数 N的经验关系 有：E =0．6(N+5)和 E =1．2 XN；取两个公式计算值的算 术平均值为最终压缩模量 E。 。由于⑧一4层土为微风化 花岗岩，属于坚硬土层，所以无需计算该土层的压缩变 形。以下为其中一个 2000m。的储油罐 (罐径 D=15．695m) 的计算表(见表 1、表 2)： 根据经验，取沉降计算经验系数 1lr =0．5 s(中心)=1lr △s=0．5×61．39=30．70mm s(边部)=1lr。△s=0．5×28．58=14．29mm 沉降差△=30．70—14．29=16．41rmn 沉降差小于规范允许值 0．015D (罐径)--0．015× 15695=235mm，满足要求 4沉降观测 本工程地基处理采用了充水预压法。就是利用油罐 充水(试验)作为预压荷载，加速地基沉降，强度增长的 方法。此方法要求在充水荷载不使地基失稳破坏的条件 下，加快软土层的固结，使基础的沉降大部分在充水预 压过程中完成，后期的沉降尽可能减少。在储油罐充水 预压和投产使用期间，应对油罐基础的地基变形进行观 测，以便及时掌握在罐内充水预压时的地基变形特征并 控制基础不均匀沉降。现场沉降观测结果，油罐边缘实 测沉降量为 22．88mm，计算沉降量与实测结果比较接 近。表 3为本工程抽取的五个储罐的边缘实测沉降量与 计算沉降量的比较： 表3边缘实测沉降与计算沉降量对比 罐号 T～l T一2 T一3 T一4 T一5 边缘观测沉降量 22．88 l8．22 32．92 l2．17 36．1O 边缘计算沉降量 28．58 l3．56 38．69 26．26 21．68 5结语 从计算结果和实际观测结果的比较可以看出，计算 沉降量还是比较接近实际的。对于大体积储油罐 (5000m。以上)计算沉降量非常接近实际观测值，而中、 小型储油罐(5000m。以下)的计算结果则偏于安全，但计 算结果都能满足基础设计需要。计算公式中沉降计算经 验系数 1lr 是根据地区沉降观测资料及经验确定。无地 区经 验 时可采 用 《建筑地 基 基础设 计 规范》(GB 50007—2002)表 5．3．5的数值。在本工程的数据分析中 可发现，对不同体积的储油罐，采用不同的沉降计算经 验系数可使计算结果更接近实际。通过多个工程的经验 总结，得出对大体积储油罐(5000m3以上)，1lr 取 0．5比 较合适，而中、小型储油罐(5000m3以下)，1lr 取 0．2比 较接近实际。规范推荐的单向压缩分层总和法是以均质 弹性半空间的应力来计算非均质地基的变形，其误差是 必然的，但其计算结果用于工程实际还是符合精度要求 的，所以规范推荐的单向压缩分层总和法用于储油罐基 础沉降计算是可行的和安全的，希望本文能为类似工程 的设计提供有用的参考。● 【参考文献】 (1)《建筑地基基础设计规范》 GB 50007--2002 (2)《建筑地基基础》 郭继武 主编 — — 19 —— 维普资讯 http://www.cqvip.com