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我国拥有大量的粮食储备库，其中高大平房仓又是主要仓型之一，为了准确掌握储备粮食库存数量，国家各级粮食主管部门每年都要进行不同层面的清仓查库工作，而粮堆密度是决定库存数量的重要指标。此外，当粮食储藏在平房仓中，为了保证储藏粮食的安全水分和温度，必须适时对粮食进行通风，而粮堆的孔隙率分布直接决定了通风的阻力与通风的均匀性。本文通过SLB-6A型应变控制式三轴仪对不同含水率的稻谷堆和小麦堆进行了三轴压缩试验，计算出修正剑桥模型参数，利用大型有限元软件ABAQUS求解修正剑桥模型得到了在平房仓中的稻谷堆和小麦堆的堆积密度和孔隙率分布值。主要内容如下：
1.利用三轴仪对稻谷堆和小麦堆进行三轴压缩实验，并根据实验数据计算出稻谷堆和小麦堆的修正剑桥模型参数。
2.利用有限元软件求解修正剑桥模型后，计算得到平房仓中镇稻19号稻谷(9.20%~16.96%w.b.)、淮麦44号小麦(9.72%~16.55w.b)的密度分布值，并分析平房仓中稻谷堆和小麦堆的密度分布特性，分析含水率对密度分布的影响。结果表明：当粮堆储藏在平房仓中时，各含水率(9.20%~16.96%w.b.)下稻谷堆的表层密度至底层(深度约为8m)密度增加了3.94%~4.27%，各含水率(9.72%~16.55w.b)下小麦堆的表层密度至底层(深度约为7.7m)密度增加了4.89%~5.79%；同一含水率下，平房仓中粮堆密度随粮层深度的增加而增加，且粮堆深度由4.5m至仓底(深度约为8m)处粮堆的密度增加率比0~4.5m深度处粮堆密度的增加率小；在同一粮层深度下，粮堆的密度随距仓壁的距离减小而减小，且当粮堆深度越深，该层的粮堆密度分布越不均匀；同一含水率下，在平房仓内随着粮堆深度的增加，含水率较高的稻谷、小麦堆密度增加率要大于含水率较低的稻谷、小麦堆密度增加率。此外，由平房仓粮堆的密度分布值构建了平房仓中稻谷与小麦的平均密度关于粮层深度和含水率之间的关系模型，经实仓验证后发现由该模型计算的粮堆总重量与实际测量平房仓的粮堆总重量相对误差小于1.64%。
3.利用有限元软件求解修正剑桥模型后，计算得到平房仓中镇稻19号稻谷(9.20%~16.96%w.b.)、淮麦44号小麦(9.72%~16.55w.b)的孔隙率分布值，分析了平房仓中稻谷堆和小麦堆的孔隙率分布特性，以及含水率对孔隙率分布的影响，并且通过平房仓中粮堆孔隙率分布值构建了平房仓中稻谷与小麦的孔隙率关于粮层深度和含水率之间关系的模型。由计算结果表明：平房仓内各含水率稻谷堆由表层孔隙率至底层(深度约为8m)孔隙率减小了1.82%~2.34%，平房仓内各含水率下小麦堆由表层孔隙率至底层(深度约为7.7m)孔隙率减小了2.68%~3.04%；在平房仓中粮堆的孔隙率随粮层深度的增加而减小，且粮堆深度由4.5m至仓底(深度约为8m)处粮堆的平均孔隙率的减小幅度比0~4.5m粮堆深度处粮堆的平均孔隙率的减小幅度小；在同一粮层深度下，粮层的孔隙率随距仓壁距离的增大而减小，在平房仓的拐角处粮堆孔隙率是该层的最大值，且当粮堆深度越深时，该层的粮堆孔隙率分布越不均匀。随着粮堆深度与含水率的增加，平房仓内粮堆的平均孔隙率逐渐增大。
4.构建了关于平房仓中稻谷的密度与储藏时间、粮堆深度关系模型：ρ=566.94+1.6781ln(T)+(11.06+0.1294ln(T)(1-e-0.0118h3+0.1085h2-0.6872h++0.6875))；经过验证后发现其相对误差小于0.08%，该模型可以很好地模拟稻谷堆密度与储藏时间、粮层深度的关系。由该关系模型给出稻谷堆随时间变化而沉降的关系曲线，结果表明：随着储藏时间的增加，稻谷堆粮堆高度逐渐减小，且其减小幅度越来越小，最后粮堆高度趋于稳定值。
1.利用三轴仪对稻谷堆和小麦堆进行三轴压缩实验，并根据实验数据计算出稻谷堆和小麦堆的修正剑桥模型参数。
2.利用有限元软件求解修正剑桥模型后，计算得到平房仓中镇稻19号稻谷(9.20%~16.96%w.b.)、淮麦44号小麦(9.72%~16.55w.b)的密度分布值，并分析平房仓中稻谷堆和小麦堆的密度分布特性，分析含水率对密度分布的影响。结果表明：当粮堆储藏在平房仓中时，各含水率(9.20%~16.96%w.b.)下稻谷堆的表层密度至底层(深度约为8m)密度增加了3.94%~4.27%，各含水率(9.72%~16.55w.b)下小麦堆的表层密度至底层(深度约为7.7m)密度增加了4.89%~5.79%；同一含水率下，平房仓中粮堆密度随粮层深度的增加而增加，且粮堆深度由4.5m至仓底(深度约为8m)处粮堆的密度增加率比0~4.5m深度处粮堆密度的增加率小；在同一粮层深度下，粮堆的密度随距仓壁的距离减小而减小，且当粮堆深度越深，该层的粮堆密度分布越不均匀；同一含水率下，在平房仓内随着粮堆深度的增加，含水率较高的稻谷、小麦堆密度增加率要大于含水率较低的稻谷、小麦堆密度增加率。此外，由平房仓粮堆的密度分布值构建了平房仓中稻谷与小麦的平均密度关于粮层深度和含水率之间的关系模型，经实仓验证后发现由该模型计算的粮堆总重量与实际测量平房仓的粮堆总重量相对误差小于1.64%。
3.利用有限元软件求解修正剑桥模型后，计算得到平房仓中镇稻19号稻谷(9.20%~16.96%w.b.)、淮麦44号小麦(9.72%~16.55w.b)的孔隙率分布值，分析了平房仓中稻谷堆和小麦堆的孔隙率分布特性，以及含水率对孔隙率分布的影响，并且通过平房仓中粮堆孔隙率分布值构建了平房仓中稻谷与小麦的孔隙率关于粮层深度和含水率之间关系的模型。由计算结果表明：平房仓内各含水率稻谷堆由表层孔隙率至底层(深度约为8m)孔隙率减小了1.82%~2.34%，平房仓内各含水率下小麦堆由表层孔隙率至底层(深度约为7.7m)孔隙率减小了2.68%~3.04%；在平房仓中粮堆的孔隙率随粮层深度的增加而减小，且粮堆深度由4.5m至仓底(深度约为8m)处粮堆的平均孔隙率的减小幅度比0~4.5m粮堆深度处粮堆的平均孔隙率的减小幅度小；在同一粮层深度下，粮层的孔隙率随距仓壁距离的增大而减小，在平房仓的拐角处粮堆孔隙率是该层的最大值，且当粮堆深度越深时，该层的粮堆孔隙率分布越不均匀。随着粮堆深度与含水率的增加，平房仓内粮堆的平均孔隙率逐渐增大。
4.构建了关于平房仓中稻谷的密度与储藏时间、粮堆深度关系模型：ρ=566.94+1.6781ln(T)+(11.06+0.1294ln(T)(1-e-0.0118h3+0.1085h2-0.6872h++0.6875))；经过验证后发现其相对误差小于0.08%，该模型可以很好地模拟稻谷堆密度与储藏时间、粮层深度的关系。由该关系模型给出稻谷堆随时间变化而沉降的关系曲线，结果表明：随着储藏时间的增加，稻谷堆粮堆高度逐渐减小，且其减小幅度越来越小，最后粮堆高度趋于稳定值。