大型立式非锚固圆柱形储液罐凭借其投资少、占地面积小、呼吸损耗小、能耗低和便于操作管理等优点,在石油储备基地中被各国广泛采用。其在使用中的安全可靠性极为重要,地震中储液罐一旦遭到破坏,将带来重大的经济损失和环境污染,甚至危及生命安全。本文在国家“863”高技术研究发展计划重点项目(项目编号：2009AA044803)、国家科技支撑计划项目(项目编号：2011BAK06B02)的资助和支持下,基于非锚固钢制圆柱形储液罐模型进行地震模拟实验,综合考虑了多种因素的影响,系统地研究了地震动作用下模型罐系统的提离响应,开展的主要工作如下：(1)完成了圆柱形钢制非锚固储液罐模型的大型地震模拟实验。详细介绍了实验过程和数据处理方法。系统地阐述了实验中所选用的实验设备、实验方法、模型罐设计和制作、传感器、数据采集系统、测点布置方法、实验用地震激励及其输入方法等实验基本情况。实验模型系统包括空罐模型、半罐模型、满罐模型和浮顶罐模型。地震激励种类包括实测天然波、人工拟合波、白噪声波和简谐波。(2)测试分析了模型罐的加速度动态响应情况；阐述了加速度时程实验数据的分析方法；解决了多台采样设备的不同步及测量结果存在差异这一实验研究中普遍存在的问题；以加速度实验结果为基础研究了各模型罐频谱特性,详细阐述各模型罐频谱分析的方法和实验结果；应用ANSYS有限元软件进行数值模拟,得到了各模型罐系统的低阶频率和基本频率；参照国家标准设计规范中的方法计算得到半罐和满灌模型的基本频率；将实验、数值模拟和设计规范计算结果进行比较研究,并分析了三者存在一致性和差异的原因。(3)研究了地震动的多维性对模型罐竖向绝对位移和提离响应的影响。提出应同时关注罐体竖向绝对位移和罐体提离情况；比较一维不同方向激励对模型罐响应的影响,提出开展多维地震激励下模型罐动态响应研究必要性；比较一维激励和多维组合激励对模型罐响应的影响,研究表明多维组合激励下模型罐提离值甚至高于不同方向的一维激励作用下提离值之和；并进一步研究了多维组合激励中Z向分量的变化对模型罐动态响应规律的影响,提出Z分量的变化对提离响应的影响明显。(4)研究了多种因素对模型罐动态响应规律的影响。将储液高度、有无浮顶情况、地震波加速度幅值、地震波频率、场地类别等因素作为可变参数,实验得到各因素以及它们联合作用下的位移和提离响应行为规律和数学表达式。(5)实验得到不同工况下的动液压力时程数据,提出在地震动作用下,应用雨流计数法,同时以实验测得的压力均值、压力幅值和有效幅值的累计循环次数共同描述动液压力的强度,研究其与储液罐提离响应的关系。