粮食颗粒的物理力学特性研究对筒仓建设以及食品加工机械的改进与研发等均具有重要意义。本文以大豆为研究对象,对其进行室内直剪试验,标定其相关力学参数,采用颗粒流离散单元软件PFC2D建立大型直剪试验数值模型,基于剪切过程中颗粒运动状态、力链网络分布以及主应力方向等,分析大豆的宏观物理力学特性与细观变形机理,以期揭示大豆抗剪强度变化的一般规律。主要研究成果如下:（1）采用改进型粮食专用直剪仪,通过Janssen公式计算出大豆粮堆在30m深度时的最大竖向应力约为200 kPa,选取50 kPa、100 kPa、150 kPa、200 kPa的竖向荷载,对试大豆进行直剪试验,并分别测定了试样大豆的应力-应变关系、抗剪强度指标、内摩擦角以及体积变形等。根据试验结果可以得出:试样变形大致可分为三个阶段:挤压密实（剪缩）-局部剪切（剪胀）-剪切破坏（试样体积不再变化或减小）;（2）建立简化的大豆直剪试验数值模型,并选取最适宜的细观参数进行计算分析,研究表明,数值分析结果与室内物理试验结果相符,验证了离散元程序模拟大豆直剪试验的可行性;在剪切过程中,试样内部的最大主应力方向发生了偏转,偏转角度与力链网络的偏转角度一致,约为30°;剪切变形主要集中于试样中部的一条带状区域,宽度在（12¹5）d₅₀之间;（3）分别以剪切速率、仓壁材料、试样含水率为单一变量,其他参数为不变量,研究三个变量对大豆力学参数的影响,直剪试验发现:若剪切速率在一定范围之内,其对大豆的内聚力、内摩擦角等抗剪强度指标影响不大;仓壁材料的摩擦系数越大,则大豆的内摩擦角越大,但对大豆的内聚力影响不大;大豆含水率越大,其抗剪性能越强。