建造在软土地基上的液化石油气大型球罐群,在球罐自身及液体介质重力的作用下,球罐基础会出现不同程度的沉降。基础的不均匀沉降将对球罐结构性能造成极大的影响,严重威胁着球罐储气安全。为此,本论文结合球罐模型试验,开发球罐静动态测试技术,研究基础不均匀沉降下球罐静动态变化规律;基于有限元模型修正技术,研究基础不均匀沉降下球罐结构损伤识别方法。具体内容如下:根据在役大型液化石油气球罐结构特点,按相似理论设计建造1.5m~3球罐模型、开发球罐模型基础不均匀沉降液压模拟试验系统,研制基础不均匀沉降下球罐模型静动态综合试验装置。为基础不均匀沉降下大型球罐静动态测试技术开发与结构损伤识别方法研究奠定基础。开展基础均匀沉降及不均匀沉降下球罐模型模态试验与应力测试研究。针对在役球罐结构庞大而复杂之特点,利用传感器优化布置,确定模态与应力测试传感器布置位置及数量,建立球罐测试模型。根据球罐模型模态试验与应力测试结果,分析基础不均匀沉降下球罐结构静动态性能变化规律。开展基础均匀沉降及不均匀沉降下球罐模型数值模态分析与应力分析研究。针对在役球罐结构特点,建立球罐多尺度数值模型。基于不同尺度下球罐数值模型,研究基础不均匀沉降下液位高度与支柱等效应力变化规律,基础局部沉降下不同数量支柱的底部固定弱化时模态参数变化规律。开展球罐模型自由度匹配理论研究。针对球罐模型静动态测试数据和球罐多尺度数值模型,将球罐测试模型与球罐数值模型的测点与节点、测试自由度与计算自由度、测试振型与计算振型进行匹配,提出了一种基于灵敏度分析的球罐贝叶斯有限元模型修正方法。通过模态参数与应变参数双重有限元模型修正,对6种基础局部沉降工况下球罐结构模态参数进行识别及相关性分析,通过修正参数变化率和修正轨迹,分析识别基础局部沉降下球罐模型支柱损伤的位置。在修正后球罐损伤模型基础上,进行损伤位置的裂纹扩展分析,验证了球罐模型损伤识别方法的可靠性。通过本论文研究,研制了一套基础不均匀沉降下球罐模型静动态综合试验系统,提出了一种测试与分析相结合的球罐有限元模型修正方法,建立了基于模型修正方法的球罐结构损伤识别技术。此项研究成果为当前基础沉降下球罐安全分析与评价提供有效的方法和手段。