颗粒物质在生产生活中应用广泛。自然界与工农业生产中的颗粒物质通常是非球形的,具有明显的平面和棱角的形状。颗粒的平面和棱角能够引起稳定的接触结构和近邻颗粒之间的取向序,从而导致有别于球形或类球形颗粒的堆积结构与结构演化机制。所以,在过去的研究中最广泛探讨的球形颗粒物质的堆积及结构演化的研究结论,可能无法直接适用于形状复杂的颗粒体系中。而是需要对具有平面和棱角的颗粒堆积体系开展更细致的实验探究,并与球形颗粒系统相对比,得出球形颗粒研究结论的适用范围。本文利用磁共振成像技术研究了三种正多面体颗粒的静态三维堆积结构,以及利用可见光成像研究了一系列介于圆盘和正五边形之间的圆角五边形颗粒的二维堆积结构在振动下的压缩过程;通过对比球（圆）形和非球（圆）形颗粒堆积的现象,我们分析颗粒平面和棱角对堆积结构及结构弛豫过程的影响。具体的研究内容如下。（1）我们利用磁共振成像技术和图像处理算法重建了正八面体、正十二面体、正二十面体以及球形颗粒的随机密堆积结构,分析了局域Voronoi元胞的体积和形状、关联函数、孔隙的大小分布、形状分布等典型的结构参量,研究发现:非球度越大的颗粒,Voronoi元胞的各项异性程度越强,颗粒的位置相关性越低,取向相关性越高;但这种影响在孔隙区域中并不明显,孔径分布和孔隙拓扑连通性仅受颗粒棱角的间接影响,并表现出对堆积密度的普遍依赖性。（2）我们生成了一系列与实验中的颗粒形状相同、堆积密度相同但不考虑颗粒间硬相互作用的随机结构,分析孔隙的临界孔隙半径,以解析颗粒间相对位置和取向以及堆积密度对逾渗行为的各自影响,研究发现:在实验和模拟的随机堆积中都存在明显的形状效应,颗粒非球度越大,临界孔隙半径越小;但真实的堆积结构与不考虑颗粒间相互作用的随机堆积结构的孔隙的逾渗临界半径不同,主要受颗粒质心相对位置的影响,而颗粒相对取向对临界半径的影响较小。（3）我们制作了一系列从正五边形过渡到圆形的圆角五边形颗粒,利用可见光成像和图像处理算法重建颗粒的堆积结构并研究其结构演化过程,探究了振动加速度对不同形状的颗粒的堆积致密过程的影响。结果表明:正五边形颗粒的稳态堆积密度随振动加速度增加而减小,圆形颗粒的稳态堆积结构都接近最密的六角密堆结构;对于介于正五边形和圆形之间的圆角五边形颗粒,其稳态堆积密度略小于最密的晶体排布的堆积密度,并随着颗粒弧度的增加而减小。