Page 91 - 无损检测2022年第三期

李 伟, 等:

储罐的不均匀沉降应力监测与检测技术

荡, 拟合模型出现失真。满液位 90° , 135° 沉降面积
下 4 阶多项式的一阶导数曲线如图 9 , 10 所示, 可

见, 沉 降 位 移 为 2 mm 时, 一 阶 导 数 最 大; 为 2~
6mm 时应力变化率大。这说明线性变形阶段, 不

均匀沉降造成了较高的局部应力变化。

图 12 1 / 4 液位 135° 沉降面积下各传感器的应力曲线

和 15mm 处出现应力拐点, 其原因是局部不均匀沉
降使得储罐底板变形, 从而诱发罐壁发生结构响应。
相比满液位不均匀沉降, 该应力变化拐点出现晚, 这
主要是因为储罐内液体少, 对壁板作用小。
图 9 满液位 90° 沉降面积下 4 阶多项式的一阶导数曲线 当局部不均匀沉降面积大时, 罐壁凹陷变形, 且

容易发生跳跃式变形 [ 17-18 ] 。对比图中沉降面 积 为
90° 和 135° 时, FRP 应变光缆 S4 传感器测得的应力
一开始随位移的变化波动较小, 这是由于储罐内水
对罐壁的作用较小, 加之储罐壁厚的影响, 应力变化
不大; 随着沉降位移的不断增加, 罐壁所受作用累积
下来, 致使应力突变而出现拐点。
1 / 4 液位 90° , 135° 沉降面积下的拟合系数曲线

如图 13 , 14 所示; 1 / 4 液位 90° , 135° 沉降 面 积 下 4
阶多项 式 的 一 阶 导 数 曲 线 如 图 15 , 16 所 示。 由
图 10 满液位 135° 沉降面积下 4 阶多项式的一阶导数曲线
图 13~16可知, 在 90° 沉降面积时, 2 阶、 3 阶的拟合
3.3 1 / 4 液位下不同沉降面积的应力
1 / 4 液位 90° , 135° 沉降面积下各传感器的应力

曲线如图 11 , 12 所示, 可见, 由于 FRP 应变光缆 S3
是环绕罐壁环向布置的, 其整体的应力变化范围较
小, 但总 体 应 力 变 化 趋 势 随 位 移 增 大 而 增 大, 与

ABAQUS 数值分析图中的应力 集 中 区 域 相 对 应。
传感器 S3.5 测得的应力是所有传感器中随位移变
化最大的, 并且边缘板上应力变化最大位置( 传感器

S5 位置) 的应力随沉降位移增大而增大。
图 13 1 / 4 液位 90° 沉降面积下的拟合系数曲线

在90° 沉降面积时, 传感器 S3.5在位移为10mm

图 11 1 / 4 液位 90° 沉降面积下各传感器的应力曲线 图 14 1 / 4 液位 135° 沉降面积下的拟合系数曲线

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2022 年 第 44 卷 第 3 期
无损检测