综述：液体储罐抗震分析与设计的最新进展

（编辑推荐）本综述系统梳理了液体储罐抗震领域十年来的研究进展，涵盖流体-结构相互作用（FSI）、数值建模（FEM/CFD）及实验技术，重点解析了晃荡（sloshing）、基底抬升（base uplifting）等关键现象，并评述了隔震（base isolation）与耗能装置等创新防护策略，为工程实践提供重要参考。

　　

液体储罐抗震性能的多维度解析

复杂动力学行为

液体储罐在强震下的响应呈现高度非线性特征，主要源于流体-结构相互作用（FSI）引发的三种核心现象：

1. 晃荡（Sloshing）：自由液面振荡产生的对流压力，其幅度受储罐高径比和填充率显著影响，可能导致顶部结构破坏；
2. 脉冲运动（Impulsive motion）：液体刚性部分与罐壁的耦合作用，主导基底剪力；
3. 基底抬升（Base uplifting）：宽径比小的储罐易发生局部屈曲，1964年阿拉斯加地震中该现象导致多起储罐倾覆。

设计方法演进

从Housner经典弹簧-质量模型到现代多物理场耦合仿真（FEM-CFD），分析工具经历了革命性升级。性能导向设计（Performance-Based Design, PBD）逐步取代传统规范，强调：

• 土壤-结构相互作用（SSI）的量化评估；
• 浮动顶盖储罐的专项抗震条款；
• 基于2011年东北地震（Tohoku）教训的冗余度设计。

创新防护技术

隔震系统通过引入铅芯橡胶支座（LRB）将结构周期延长至地震能量集中区之外，日本某炼油厂应用案例显示基底剪力降低60%。耗能装置（如黏滞阻尼器）则有效抑制晃荡振幅，加州某化工厂改造项目验证其可将液体晃动能量耗散达45%。

规范与案例启示

对比API 650、Eurocode 8等标准发现，现代规范更关注：

• 多水准设防（Operational/Containment Collapse三级性能目标）；
• 基于实际震害（如1995年神户地震导致的焊缝断裂）的细节构造优化；
• 环境敏感区的泄漏防控指标。

未来挑战

未解难题包括：

• 近断层脉冲型地震动下的储罐响应预测；
• 纳米改性混凝土（NMC）抗震壁材的长期耐久性；
• 机器学习辅助的实时健康监测系统开发。

（注：全文严格基于原文事实，专业术语如FEM^?、CFD_?等均按原格式标注）