当5万吨食用油深埋地下，如何避免储罐变形渗漏？河南工业大学团队在《结构与土木工程前沿》发布最新成果，其研发的内衬钢板新型生态地下储罐群（UGTs），在杭州仁和粮库全尺寸测试中将罐壁相对位移减少55.15%，并通过数值模拟验证误差率仅7.7%，为粮油仓储安全提供“钢筋铁骨”级解决方案。

从“孤岛”到“拼装乐高”：四罐联体设计破解变形困局
传统地下储罐多为独立单罐，相邻罐体间需预留设备空间，导致土地利用率低且易受力不均。研究团队创新性提出四罐联体设计，如同将四个圆柱形储罐“拼装乐高”，通过星形连接结构共享受力。实验显示，在3.2米填土压力下，联体储罐连接处应力峰值较独立罐体降低42%，且罐壁混凝土厚度从传统设计的200毫米缩减至150毫米即可满足稳定性要求。论文比喻：“这相当于给每个储罐装上共享骨架，外力被联体结构‘摊平’吸收。”

内衬钢板黑科技：误差率比手机导航还低
核心技术藏在复合罐壁中。团队采用0.5-4厘米厚钢板作为内衬，外层浇筑混凝土形成“三明治”结构。数值模拟显示，这种设计使罐壁抗弯刚度提升3倍，在模拟12米高填土压力下，最大变形量仅6毫米，相当于手机屏幕厚度的误差。更关键的是，内衬钢板兼作防水层，渗透系数低至1×10⁻¹¹米/秒，比传统沥青防水层性能提升5个数量级。杭州仁和粮库实测数据显示，联体储罐群土地利用率提升37%，建设成本降低22%。

极端测试揭秘：12米填土压力下“纹丝不动”
研究设置三重极限验证：输入包含Imperial Valley、El-Centro、Taft三种场地类型的土压力模型，填土高度从3.2米逐级加压至12米。在0.4g（相当于烈度9度）极端条件下，联体储罐最大位移量仅9.3毫米，罐壁混凝土应力峰值保持在28MPa安全阈值内。但数据揭示短板——当填土高度超过12米时，连接处应力集中度上升15%，如同“折叠手机铰链到达寿命极限”，需通过增加环形加强筋应对。

每万吨仓储省下200吨钢：绿色建造的新范式
相较于传统全钢储罐，复合结构可减少钢材用量23%。以5万吨级储罐群为例，采用新技术可节省钢材1000吨，减少二氧化碳排放1500吨。团队测算，若全国3.2万座食用油储罐改造应用该技术，每年可节约钢材320万吨，相当于少建4个鸟巢体育场的用钢量。目前该技术已在河南某粮油储备库试点，罐群建设周期缩短至18个月，较传统方案提速40%。

正如论文通讯作者徐其更教授所言：“当仓储设施从‘孤军奋战’转向‘集团作战’，食品安全防线才能真正固若金汤。”这项突破不仅改写粮油仓储标准，更为液化天然气储罐、战略物资地下库等场景提供了“刚柔并济”的设计范式。

来源: FrontClVIL