1. 研究目的与意义
我国是世界产粮大国，也是粮食消费大国，做好粮食储藏工作意义重大，关系军需民食，也关系国家安全和社会稳定。小麦作为我国主要粮食品种之一，其产量约占世界小麦产量的五分之一，在世界粮食市场占据重要地位。筒仓是一种用来储存各种散体材料的筒状构筑物[1]。在粮食储藏中，筒仓是储粮仓型中机械化程度最高的一种仓房，主要用于储藏散粮。由于其主要采用散粮工艺，具有上仓快，仓底不存粮，周转速度快，占地面积小的特点，因此广泛应用于小麦加工及仓储企业[2]。
小麦是典型的散粒体，储藏在筒仓中小麦的静态特性表征为粘弹塑性体。小麦堆的自重、内摩擦、仓壁对小麦的抵抗引起了小麦的压应力与切应力，而应力、应变、密度随着粮层深度的增加而增加，并且同一粮层的应力、应变、密度也是不均匀的，粮层深度、密度、压应力三者之间是相互联系的。粮仓中小麦堆的粮面高度随着时间的流逝而不断降低，底层的小麦被压得越来越压实[3,4]。因此，筒仓中小麦的密度、应力随着粮层深度的增加而增加，且随着储藏期增加而增加[5]，所以对于研究筒仓中小麦的密度分布是十分必要的。
小麦储藏在筒仓中，这些粮堆中的“生物成分”（基本粮粒、有机杂质、昆虫和所携带的微生物）的活动及代谢，会影响到粮堆内温度、湿度及气体成分的变化，粮堆内的温、湿度，气体成分同时也会影响粮堆内的“生物成分”的代谢。其中，粮堆微生物旺盛的呼吸作用是导致粮食发热的主要因素，为了保持其储藏的安全水分和温度，必须适时对粮食进行通风，以达到低温和干燥储粮的目的[6]。粮堆的孔隙率决定了通风阻力，而粮堆密度与孔隙率密切相关。小麦在储藏过程中由于自重引起了压应力，小麦堆在压应力的作用下体积缩小，其表观密度（粮堆密度）增大，孔隙率减小，从而增大了通风阻力，影响机械通风的效果[7-9]，研究筒仓中小麦的密度的分布能确定筒仓中粮堆的孔隙率分布。
2. 研究内容和预期目标
1.直剪仪、应变控制式三轴仪测定小麦堆的内摩擦角与压力、含水率的关系。
2.直剪仪、斜面板测定小麦堆与仓壁材料（混凝土、低碳钢）的摩擦系数与压力、含水率的关系。
3.密度仪测定小麦堆的表层密度与含水率的关系。
3. 国内外研究现状
测量粮堆密度的新方法正在研究之中，有研究者利用微波检测粮堆的密度，这个方法是通过测量微波在粮堆中通过时粮堆的介电常数，再由介电常数与密度的关系而获取粮堆的密度[15]，杨雷东等[16]人使用了探地雷达等微波检测设备来测量粮堆的介电常数，之后得到粮食密度与介电常数的变化关系，进而求得所测粮堆的堆积密度。之后与数据处理软件相结合并利用三维激光扫描仪，进行粮仓外形、仓内空间、粮堆体积的测量计算，获取粮堆体积信息，最终获得储粮数量信息。但对粮堆介电常数的测量没有考虑密度分布上的变化，造成反演的储粮密度不够准确。张新新等[17]人利用电磁波在粮堆检测中的原理分析了粮堆结构和介质的特点，并计算出粮堆的介电常数。再有介电常数与密度的关系而获取粮堆的密度。但这种方法不能测量筒仓深处的密度，因微波无法到达粮堆深处而不被干扰，目前只能测量两米深处的粮堆密度[16]。但这种方法不能测量筒仓深处的密度，因微波无法到达粮堆深处而不被干扰，目前只能测量两米深处的粮堆密度。
4. 计划与进度安排
2019年11月至2022年1月收集资料、设计研究方案，测定小麦堆的表层的密度，测定小麦堆内摩擦角，测定小麦堆与筒仓仓壁材料之间的摩擦系数。
2020年1月至2020年4月进行小麦堆压缩实验，测定修正Lade-Duncan模型参数；构建三维筒仓中粮堆的密度与应力时空分布模型；进行模型仓内小麦堆的竖直压应力和水平压应力的试验，求解三维筒仓中粮堆的密度与应力时空分布模型，给出筒仓中小麦堆密度、应力时空分布值，计算筒仓中小麦堆的竖直压应力和水平压应力随粮层深度变化关系。
2020年4月至2020年6月撰写论文1篇，撰写毕业论文，论文答辩。
5. 参考文献
[1] 张承光. 现代化储粮仓型的选择[J]. 粮油仓储科技通讯, 2002, 2: 42-44.
[2] 韩楚良, 刘露. 浅谈我国粮食流通技术及粮仓建设[J]. 粮食储藏, 2006, 35(4): 5-7.
[3] 单贺年, 冯家畅, 程绪铎. 大豆堆压缩特性的实验研究[J]. 粮食储藏, 2014, 43(5): 33-37.
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