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我国将规划并实施千亿斤粮食仓储建设,需要扩建大量的粮食筒仓,但目前筒仓仓壁超压计算理论不够完善且缺少在细观层次上对颗粒力学行为的定量化描述,导致筒仓事故频频发生。前人的研究多针对于卸粮成拱时仓壁的侧压力计算,对于仓壁超压问题未细化粮食卸出过程且细观演化机理研究不到位,同时对于卸粮成拱时仓壁超压系数的计算考虑单一且模糊,二次超压的动态力学过程没有细观深入的研究,无法更好的体现出卸粮成拱时超压的动态力学机制。本文依托国家自然基金项目(51708182)“筒仓卸粮成拱及其对仓壁超压作用的动态演进机制研究”及河南省教育厅基础研究项目(16B560002)“多因素耦合作用下的仓内粮食结拱及塌陷机理研究”对仓壁超压的细宏观机理进行深入研究,利用物理模型及离散元软件对卸粮成拱过程进行模拟,细化分析仓壁超压过程的动态变化及卸粮成拱下的细宏观动态力学机制,研究筒仓出料口尺寸或卸料速度对仓壁侧压力超压系数的影响,最终修正出仓壁超压系数K的计算公式。主要工作由以下几部分构成:(1)在筒仓模型设置高精度压力传感器,通过动态应变仪对卸粮成拱过程两个阶段仓壁应力进行监测分析,细化卸粮成拱时的压力数据,得出结论:粮食卸粮成拱与筒仓的出料口尺寸密切相关,试验中最容易形成拱的筒仓出料口尺寸为100mm,成拱次数达23次。基于物理模型尺寸缩尺建立离散元模型对超压过程两个阶段的侧压力数据进行定量分析,得出结论:相比于平均值,常规超压阶段,不同出料口尺寸各个点位的侧压力数据变化不大,误差范围基本保持在10%以内。成拱超压阶段,其误差最大达到了200%。(2)此部分细化超压的形成过程,将其分为两阶段并引入常规超压系数(C1)及成拱超压系数(C2)的概念,对比分析试验与模拟的侧压力数据,得出结论:常规超压阶段,50mm、75mm、100mm的出料口尺寸模型所得的常规超压系数(C1)在数值1的上下浮动,可以认为是保持不变。成拱超压阶段,50mm、75mm、100mm尺寸出料口成拱超压系数(C2)最大是常规阶段超压系数(C1)的3.35倍、2.35倍和2.17倍。初步判断卸粮速度对常规超压系数(C1)影响不大而对成拱阶段超压系数(C2)影响较大。基于数据更细观的分析成拱起始、完成时粮食颗粒间力链、速度场的分布,成拱时孔隙率的变化、剪切位移与剪切力等因素,研究卸料速度对两次超压过程的影响,得出结论:常规超压阶段,粮食拱刚形成时颗粒在卸料过程中不断地相互错动导致阻力沿粮食流动的方向逐渐的增大,卸料口附近的力链较上部更强,应力更大,此时的变化主要与颗粒之间的摩擦相关,与颗粒的流动速度无关。成拱超压阶段,卸粮速度急剧的下降导致力链应力迅速提高,颗粒之间的咬合力增大,孔隙率急剧减小,体现在数据方面即是成拱超压系数(C2)的增大。在细观方面进一步说明了卸料速度影响的是成拱超压系数(C2)。(3)此部分基于研究过程中发现的超压系数K计算公式不足,将粮食颗粒看作是理想的弹性体,修正出筒仓卸料成拱仓壁超压系数K的计算公式。论文通过物理模型试验获得卸粮成拱两次超压过程的参数,利用离散元模拟与试验结果进行对照,细化出筒仓卸粮成拱下的细宏观动态力学机制,研究出卸料速度对仓壁侧压力超压系数的影响,最终修正其仓壁超压系数K的计算公式,研究结果能为预防筒仓卸粮成拱超压事故提供一定依据。