明晰筒仓卸料过程中动态侧压力增大机理和有效预测动态侧压力的理论计算公式将有助于筒仓生产安全、稳定的进行,而高径比不同是影响动态侧压力增大的重要原因。因此,本文依托于国家自然科学基金项目(51578216),通过模型试验、数值模拟和理论分析的方法,以高径比为切入点,研究高径比不同对卸料压力及卸料流动状态的影响,从宏观流态和细观动力拱两个不同的方面来阐述动态侧压力增大原因,重点探讨了高径比大于1.0且小于1.5的浅仓,对于筒仓规范给出的两种计算方法选取最大值作为设计值是否经济合理。并进一步提出了一种新的、适用的理论计算方法。主要研究内容及结论如下:(1)在高径比为2.9的深仓模型试验验证的基础上,利用PFC建立六个高径比不同的筒仓模型,其中3个为深仓(H/D>1.5)高径比分别为:2.9(模型仓a)、2.2(模型仓b)和、1.76(模型仓c),3个为浅仓(H/D<1.5)高径比分别为:1.47(模型仓d)、1.28(模型仓e)和1.1(模型仓f)。离散元模拟结果分析可得,最大动态侧压力均发生在筒仓下部位置,相同高度的筒仓,筒仓直径越大,最大动态侧压力呈整体上升趋势,但非线性。(2)在研究(1)的基础上,对模型筒仓进行细观研究,对卸料过程中不同工况下贮料颗粒流动形变状态、不同时刻速度场及力链网络演化进行提取。从宏观卸料流态方面可得,随着筒仓直径的逐渐变大,混合流出现的时刻越来越早,当筒仓直径足够大时,整体流动状态将不再出现。并且可以得到,筒仓卸料时贮料所受轴向合力的变化,是导致贮料颗粒微观流动特性变化,进而引起流型的转变并影响卸料压力的主要原因。从细观动力拱方面可得,结拱所需时间与筒仓尺寸有关,对于圆筒仓而言,筒仓直径越大,结拱越不易发生。(3)进行了室内筒仓模型试验,提出了一种适用于圆形浅仓且考虑仓壁和贮料弹性的侧压力计算方法,并对圆形浅仓的计算方法、深仓计算的方法以及本文的计算方法进行了对比分析可得,按照基于Rankine理论的圆形浅仓计算方法进行设计,不够安全;按照基于Janssen理论深仓计算方法计算得到的动态侧压力,又偏于保守,各个对应深度测点的相对误差在31%~69%之间,误差较大。而本文提出的适用于圆仓浅仓且考虑仓壁和贮料弹性的侧压力计算方法,计算结果与试验实测值吻合良好。