氮氣儲糧平房倉全過程沉降監測

A COMPLETE SETTLEMENT OBSERVATION PROCESS OF A WAREHOUSE GRAIN STORAGE WITH NITROGEN FILLING

◎張世杰1，許啟鏗1,3，王錄民1,3，王殿軒2,3，張　浩2,3（1.河南工業大學土木建筑學院，河南　鄭州　450001；2.河南工業大學糧油食品學院，河南　鄭州　450001；3.糧食儲藏與安全教育部工程研究中心，河南　鄭州　450001）

Zhang Shijie1，Xu Qikeng1,3，Wang Lumin1,3，Wang dianxuan2,3，Zhang hao2,3（1.School of Civil Engineering,Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China2.College of Food Science and Technology，Zhengzhou 450001，China3.Engineering Research Center of Grain Storage and Security of Ministry of Education，Zhengzhou 450001，China）

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氮氣儲糧平房倉全過程沉降監測

A COMPLETE SETTLEMENT OBSERVATION PROCESS OF A WAREHOUSE GRAIN STORAGE WITH NITROGEN FILLING

◎張世杰1，許啟鏗1,3，王錄民1,3，王殿軒2,3，張浩2,3
（1.河南工業大學土木建筑學院，河南鄭州450001；
2.河南工業大學糧油食品學院，河南鄭州450001；
3.糧食儲藏與安全教育部工程研究中心，河南鄭州450001）

河南工業大學模擬平房倉，是國家工程儲倉實驗室.位于河南省鄭州市高新區蓮花街河南工業大學校區西南角.建筑場地類別為三類，特征周期0.45 s，場地土為中軟土.四周素土回填分層夯實.基礎為柱下獨立樁基礎.基礎墊層為C10混凝土，南北寬9 m，東西長20.5 m.分為四個隔間，東邊敖間放置有溫控設備間和制氮設備，從東向西三個間分別編號為1號、2號、3號.（如圖1、圖2所示）

圖1　模擬倉圖

圖2　建筑平面圖

1　測試方法

1.1沉降觀測起點布設

沉降觀測起點布設在距離目標模擬倉直線距離300 m遠，且標高穩定的點作為沉降觀測起始點，以保證倉體沉降不會對起始點標高產生影響.

1.2測試時間點的選取

根據模擬倉現場進出糧，充氮，充氮結束等情況，特別是確保進出糧后三天內選取合適時間點及時進行觀測.且確保初次進糧前一個星期進行觀測并記錄沉降起始標高.

1.3模擬平房倉觀測基準點選取

以在倉壁上四個角分別探出的約5 cm，離地面約高度60 cm鋼片作為模擬倉墻體沉降觀測基準點，在其上貼墻豎立標尺，進行全過程觀測.并在空倉進糧前，2號3號倉倉內地坪中部選取一點作為地坪沉降觀測基準點，在出糧后與空倉初始地坪標高進行對比.（如圖3、圖4所示）

圖3　墻體基準點圖

圖4　地面觀測點圖

1.4測試要求

嚴格遵守水準測量規范要求，采用后前前后的觀測順序，各項限差執行相應規范.閉合水準路線共設10個測站，每次觀測時要做到“三定”，即定測量路線、定觀測儀器(包括定水準儀和水準尺)、定觀測人員，另外還要注意選擇最佳觀測時段，盡量選擇一天同一時段、同天氣、同光照的基本條件下進行觀測.堅持地面定點定路線，用自噴漆在地面測站位置處做標記（如因外界因素，如汽車意外停靠將已標記測站點壓住，可適當向一個方向平移，臨時改變該點位置（如圖5所示）.

圖5　觀測點分布圖

1.5測試數據處理要求

2　裝糧過程

2.1裝糧要求

裝糧過程參照國家糧食儲備局《中央直屬儲備糧庫新倉初始裝糧壓倉的暫行規定》，裝糧采用輪換、分層、分階段的方式.每層厚度約為1 m左右，且3個廒間輪換裝糧.裝糧過程總體上分為兩個階段，第一階段裝糧數量為倉容總量60%，第二階段裝糧數量為倉容總量的40%，階段裝糧后靜置時間不少于3個月.

2.2裝糧具體步驟

裝糧具體步驟如下：①1號倉緩速裝糧，預計裝糧攤平后糧堆厚度為1m,當接近預期數量時停止裝糧，人工攤平糧面.②2號倉裝糧，同1）.③3號倉裝糧，同1）.④依次重復第1）、2）、3）步，各重復2次，結束后糧堆高度約3 m.⑤依次重復第1）、2）、3）步，本層糧堆厚度為控制為1.2 m左右，第一階段裝糧結束.⑥約一個月之后，依次重復第1）、2）、3）步，本層糧堆厚度為控制為0.8 m左右.⑦依次重復第1）、2）、3）步，第二階段裝糧結束，即整個裝糧過程結束.

3　測試重點

通風會對糧層內部的壓力造成一定損失，每米糧食的壓力損失與氣體表面速度、品種、孔隙度都有關系.那么充氮對糧食內部壓力會造成損失，對底部壓力的是否也會產生損失從而影響糧倉沉降變化不得而知.因此將充氮過程模擬平房倉墻體上四個基準點的觀測作為此次觀測重點.

4　測試過程及數據

4.1觀測過程

根據模擬倉進出糧、充氮等不同工況進行代表性的階段性觀測.首次觀測模擬平房倉已竣工靜置一年以上，可認定為模擬平房倉初始標高已穩定.糧倉開始進糧，持續一周進糧至60%，進行第二三四次觀測為60%倉容.第五第六次觀測糧倉開始充氮，持續一個月，充氮結束后第三天進行第七次觀測沉降觀測，25天后進糧至滿倉100%進行第八第九次滿倉倉容觀測，進糧過程持續一周.2014.4.1日2號3號隔間開始出糧，4號結束出糧，立刻進行第十次觀測.

4.2觀測數據

觀測數據共10次，（如表1圖6所示）.

表1　測試數據表mm

圖6　柱狀圖mm

4.3測試數據表象

第二次觀測，已進糧至60%，二、三、四次觀測糧倉墻體四觀測基準點沉降明顯，且沉降趨勢遞減.第五第六次觀測60%倉容的糧倉充氮，持續一個月（充氮危險、注意安全），數據顯示觀測基準點下沉降趨勢改為上升.充氮結束后第三天進行第七次觀測沉降觀測，數據顯示四個觀測基準點中三個點恢復充氮前沉降趨勢.第八次觀測，此時已進糧至滿倉100%.墻體四個基準點不下沉反而上升.第九次又恢復下沉趨勢.2號3號間出糧完成后進行第十次觀測，并觀測倉內地坪觀測基準點.2號3號所在的西邊兩基準點下沉，東南角東北角上升.

四個基準點總體沉降量如表2所示，四角沉降量并不一致，且四個點中有一點甚至較初始標高略有上升.

表2　四基準點總體沉降量表　mm

2號3號間地坪沉降基準點沉降量如表3所示，可見糧倉地坪沉降與墻體沉降并不一致.

表3　2、3號　間室內地坪基準點沉降量表

5　結論及展望

四個觀測基準點具有一定的代表性來代表模擬倉墻體，從充氮過程中的沉降觀測結果可以推斷，充氮對糧倉墻體自身沉降有一定影響，甚至改變糧倉墻體下降趨勢，對倉體自身結構穩定可能同樣會造成一定影響，應該在建筑安全設計中加以考慮.

通過最后對倉內地坪壓倉前后標高進行比較可以發現，糧倉墻體與糧倉地坪沉降量并不一致，因此推斷糧倉墻體沉降量可能并不能代表整個糧倉的沉降量.因此我們考慮糧倉結構安全性時，墻體和地坪應分開考慮，考慮通風充氮過程對其的影響同時，還要考慮糧倉地坪沉降與墻體沉降的不一致性.

觀測結果中可以看到倉體充氮和進出糧過程中糧倉墻體的沉降是不規律的，特別是壓倉完畢后四個基準點的標高變化量并不一致.考慮原因可能是充氮這一工況的加入，擾亂了倉體自身沉降的規律，且觀測結果精度及頻率有待進一步提高.

參考文獻：

[1]R.G.鮑雷，C.L.英托.儲倉稻谷通風時的壓力損失[M].儲倉稻谷通風時的壓力損失，1985（61）：41-42.

[2]張書華，毛寧利，王國營，勘察科學技術[M].國家大型糧庫新倉初始裝糧壓倉沉降監測2009（2）：56-58.

[3]王振,潘國榮.提高建筑物沉降觀測精度的方法[J].測繪信息與工程，2007，32（3）：44-46.

[4]國糧倉儲.中央直屬儲備糧庫新倉初始裝糧壓倉的暫行規定[S].儲糧技術政策法規[1999]207號

Zhang Shijie1，Xu Qikeng1,3，Wang Lumin1,3，Wang dianxuan2,3，Zhang hao2,3
（1.School of Civil Engineering,Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China
2.College of Food Science and Technology，Zhengzhou 450001，China
3.Engineering Research Center of Grain Storage and Security of Ministry of Education，Zhengzhou 450001，China）

摘要：以河南工業大學內建設的模擬平房倉為沉降觀測對象，觀測模擬倉在壓倉整個過程的沉降變化情況，并重點觀測其中充氮過程中墻體基準點的標高變化.最后對比一個完整進出糧過程之后糧倉底部地坪沉降量與墻體沉降量，比較二者一致性.糧倉進出糧和充氮過程中的沉降變化具有很高的實用價值，為確保糧倉使用過程中倉體自身結構安全正常使用提供參考.

關鍵詞：平房倉；墻體；地坪；充氮；沉降量

Abstract：Combined with a simulated storehouse construction in Henan University of Technology conduct settlement observation.Observing settlement on the whole process ofballast in simulated granary.Observation focused on the elevation change of reference point in nitrogen filling process.Finally contrast the settlement on simulated storehouse bottom and wall after a complete process of grain in and out to comparison consistency.The storehouse settlement change in the process of grain in and out and nitrogen filling has great pragmatic value.It can provide reference to make sure the granary structure safe and normal use.

Key words：Storehouse；Wall；Flooring；Nitrogen filling；Settlement

作者簡介：張世杰（1988-），男，碩士研究生；研究方向為倉儲結構.

收稿日期：2015-01-09

中圖分類號：TS210；TU196.2