高大平房倉內(nèi)糧食摩擦與壓縮特性研究.pdf

1、本論文研究了高大平房倉中稻谷堆、大豆堆、小麥堆的摩擦特性及壓縮特性。
　　 一、通過直剪實驗研究摩擦特性，分別測定了稻谷堆、大豆堆、小麥堆的內(nèi)摩擦角。實驗結(jié)果表明：在法向壓應力為25～200kPa時，稻谷堆(13.55％，15.14％，17.00％，19.19％w.b)，大豆堆(9.8％，12.3％，14.5％，16.3％w.b)，小麥堆(13.55％，15.28％，16.60％，17.90％w.b)的內(nèi)摩擦角的變化范圍分別是4

2、7.19～29.39°,58.19～36.99°,46.81～21.21°。在相同水分含量下，各法向壓力下的稻谷堆、大豆堆、小麥堆的內(nèi)摩擦角均隨著法向壓力的增大而減小。在相同法向壓應力下，水分含量對稻谷堆內(nèi)摩擦角的影響不顯著，但大豆堆、小麥堆的內(nèi)摩擦角均隨著水分含量的增大而增大。
　　 二、通過直剪實驗研究稻谷堆、大豆堆、小麥堆與不同倉壁材料（不銹鋼板、混凝土板、木板）的摩擦系數(shù)。實驗結(jié)果表明：在法向壓應力為25～200kPa時

3、，稻谷堆與不銹鋼板、混凝土板、木板的摩擦系數(shù)變化范圍是0.207～0.233，0.5～0.563，0.498～0.587;大豆堆與不銹鋼板、混凝土板、木板的摩擦系數(shù)變化范圍是0.307～0.44，0.5～0.574，0.473～0.64;小麥堆與不銹鋼板、混凝土板、木板的摩擦系數(shù)變化范圍是0.23～0.613，0.469～0.952，0.45—0.852。在相同水分含量下，稻谷堆、大豆堆、小麥堆與不銹鋼板、混凝土板、木板的摩擦系數(shù)均隨法

4、向壓應力的增大而減小。在相同法向壓應力下，稻谷堆、大豆堆、小麥堆與不銹鋼板、混凝土板、木板的摩擦系數(shù)均隨水分含量的增大而增大。
　　 三、通過三軸實驗研究稻谷堆、大豆堆的壓縮特性，分別測定了稻谷堆、大豆堆的彈性模量和體變模量。實驗結(jié)果表明：在圍壓為50～200kPa時，不同水分含量的稻谷堆(13.55％，15.14％，17.00％，19.19％w.b)，大豆堆(9.8％，12.3％，14.5％，16.3％w.b)的彈性模量的變化

5、范圍分別是8.69MPa～38.81MPa、23.66MPa～29.05MPa。在相同水分含量下，稻谷堆、大豆堆的彈性模量均隨著圍壓的增大而增大。在相同圍壓下，水分含量對稻谷堆的彈性模量影響不顯著，而大豆堆的彈性模量隨水分含量的增大而減小。稻谷堆、大豆堆的體積隨著圍壓(5kPa～200kPa，8kPa～152kPa)的增大而減小，體變模量隨著圍壓的增大而增大。在圍壓200kPa下，稻谷堆(13.55％，15.14％，17.00％，19.

6、19％w.b)，的體變模量分別是557.91、543.46、535.57、504.70kPa，且隨著水分含量的增大而減小。在圍壓152kPa下，大豆堆(9.8％，12.3％，14.5％，16.3％w.b)的體變模量分別是498.18、451.29、439.19、417.30kPa，且隨著水分含量的增大而減小。
　　 四、通過回彈實驗測定小麥堆密度與平均豎直壓應力的關系，并擬合出關系方程，基于平衡原理推導出高大平房倉中小麥堆深度、

7、密度、豎直壓應力之間的微分方程。
　　 五、對小麥堆密度與平均豎直壓應力的關系方程，小麥堆深度、密度、豎直壓應力之間的微分方程進行數(shù)值計算。數(shù)值結(jié)果表明：當高大平房倉的長為44m，寬為21m，堆糧高度為9m，小麥含水量為12.5％w.b，小麥堆內(nèi)摩擦角為25°，倉壁的摩擦系數(shù)為0.4，小麥容重為800g/L，選擇計算步長為0.1m時，小麥堆密度隨糧層深度增加而增加，并且滿足：y=-0.1305x2+3.5727x+799.68，