不均一に積み込まれた貯蔵タンクの沈殿

直径16m〜24mの円形の垂直のコンクリートタンクがあるとします。床の半分は、高さ2メートルほどの砂利またはコンクリートで埋められています。タンクが空のときは、この半分に約5トン/m²の重量があることを意味します。タンクがいっぱいのとき（水または大部分が水であるスラリーで）、まだ3トンです（2.5 t /m³の密度を想定）私の球場に十分な正確さ）。ほとんどの場合（> 90％）いっぱいになります。タンクは地上8〜10 mになります。

タンクがその寿命（たとえば20年）の間に傾くかどうかを知りたいです。私は土木技師ではないので、関係する数字については何も感じていません。私の直感は、数年のうちに私の戦車が目に見えるように傾くということであり、私の考えはそのままでは実現不可能です。誰かが計量してコメントできますか...

• 傾き/不均一なセトリングの問題はありますか？戦車の寿命はどのくらいですか？
• タンクの内部をそのままにして、最も簡単な（最も安い）救済策は何ですか？

明確化ポイント：戦車はまだ建設されておらず、計画もされていません。私が考えているのは、タンクを半分満たしてファンネルのようなものを作ることです。このアイデアは追求する価値があり、不均一なロード/セトリングは検討したい問題の1つです。私は「構造エンジニアを呼び出して静的を計算させる」段階ではなく、頭蓋骨の段階で頭がおかしいアイデアをぶらぶらしています。このような戦車は20年または200年持続するように構築できると確信していますが、その価格は？

ここに、実際に（そして本当に！）迅速かつ汚い計算のセットがあります。これは、あなたが対処できる決済の大きさのアイデアをあなたに与えるかもしれません。

タンク位置の沈下可能性はいくつかの方法で決定できますが、おそらく最良の方法はプレート耐荷重試験でしょう。このテストを実行して、予想される負荷の範囲（期間ではありません）をシミュレートできます。このようなテストでは、ベアリング土壌の「路床反力のモジュラス」を表すバネ定数が得られます（テストされた荷重範囲）。ただし、クリープを考慮しない短期テストであるため、長期値は低くなります。$k$$k$

一般に、短期は、非常に柔らかい粘土の80pciのようなものから、非常に密な砂の250pciのようなものまで続きます（注意：これは頭のてっぺんから見上げたものです）。$k$

そこで、ここでは最悪のシナリオを使用し、クリープを考慮するために、地質工学のエンジニアが最善を尽くし、2.5の安全係数を平手打ちします。したがって、約30pciの路床反応のモジュラスがあります。

また、空のタンクの不均等な積み込みの結果として差次的決済の大部分が発生し、タンクの空/充填が差次的決済にほとんど寄与しないと仮定します。空の状態では適用された表面圧力の差（沈下の差を決定します）がはるかに大きいため、これは仮定ほどひどくはありません。

それで、ここに行きます（私はアメリカ人ですから、あなたが最初に帝国スカム単位の次元に与えたもの以外のすべてをやっていて、それから変換します-ごめんなさい！）：

$k = 30 \frac{lbf}{in^3}$、、$\gamma_{concrete}=150\frac{lbf}{ft^3}$$H_{concrete}=2m$

タンクの半分以下に加えられた圧力：$q_c=H_c\times\gamma_c=0.98ksf=5.3 \frac{tonf}{m^2}$

タンクの半分を搭載した状態での沈下：$S=\frac{q_c}{k} = 0.23in = 5.8mm$

タンクの反対側がまったく落ち着かないと仮定すると、差沈みは約6mmになります。

現在、この数値は、タンクの負荷側が自由に安定する一方で、負荷のない側が静止していると仮定しています。これはそうではありません。タンクが素晴らしく堅いと仮定すると、負荷側に加えられた圧力の一部が無負荷側に伝達されます（負荷側の沈下が減少します）。

この戦車の用途はわかりませんが、上記はおそらくあなたが説明した状況のかなり保守的な分析でしょう。差額決済の可能性があなたにとって問題であることが判明した場合、私は驚くでしょう。

編集：注意すべき1つのことは、タンクが満たされている/排水されているときにタンクが「小刻みに動く」ことです。つまり、満杯になると全体がより安定しますが、無負荷側ではより安定します（それにより、空の状態での差分決済の一部が元に戻ります）。その後、排水されると、土はリバウンドし、荷を下した側が荷を積んだ側よりも跳ね返ると、タンクはより傾斜した空の状態に戻ります（どちらの側も完全に跳ね返る可能性は低いです）。

上から6mmの沈下を仮定すると、直径24mのタンクのたわみ角はます。とても小さい。$\arctan\frac{6mm}{24m}=0.014^{\circ}$