非锚固浮顶油罐是我国战略石油储备库的关键设备,也是维护国家经济安全的重要保障设施。随着油罐向大型化发展,其潜在风险越来越大,尤其在地震作用下,非锚固外浮顶油罐发生破坏的事故时有发生。为确保非锚固外浮顶油罐的安全,有必要对油罐的地震动力响应开展进一步研究。在大型油罐动力响应的前期研究中,许多学者将油罐简化为不带浮顶的敞口罐,忽略浮顶在地震动力响应中对油罐的影响,事实上浮顶对油罐动力响应有很大影响,尤其是对罐内液体晃动和浮顶位置的罐壁应力影响较大。为此,本文针对大型非锚固外浮顶油罐,开展了非锚固敞口模型罐和浮顶模型罐的地震动力响应对比实验,研究在水平地震激励下浮顶对非锚固储液罐动力响应特性的影响,同时本文运用Adina有限元软件对实验用的敞口罐和浮顶罐进行了动力时程响应分析,并将数值模拟结果和实验结果进行分析比较,得到了一些有意义的结论。本文开展的主要研究内容及得到的主要研究成果包括：(1)总结了国内外非锚固浮顶油罐在地震动力响应实验研究及数值模拟研究方面的进展及成果,提出尚待解决的一些技术难题和前沿问题。(2)介绍了实验用地震波的确定方法及基本理论,同时阐述了本文采用有限元法进行流固耦合计算时所用到的基本理论。(3)利用大型三维地震台进行模型罐的地震动力响应实验研究。通过输入不同类型和幅值的水平地震激励,获得了敞口罐和浮顶罐在动力响应下的X向加速度、罐底提离、X向位移、晃动波高以及应变等实验数据。实验研究表明,在水平地震激励下,浮顶罐与敞口罐的地震动力响应存在明显差异,浮顶能明显抑制罐内液面晃动波高,浮顶还能抑制地震的后续振动等,说明在研究大型储液罐的地震动力响应时应考虑浮顶的影响。(4)采用Adina有限元软件建立了实验模型罐的数值分析模型,对敞口罐和浮顶罐开展动力时程响应分析,并与实验结果进行分析对比,并进行了误差分析。研究发现,X向加速度和晃动波高的数值模拟结果与实验结果差异较小,但最大提离高度和X向位移的数值模拟值与实验结果差异较大。