我国人口持续增长,对粮食等物资需求不断增大;随着生活水平的提高,对粮食的关注重心逐渐由粮食数量向粮食的品质发生转变,对粮食的品质也有了更高的要求,这使得我国的粮食安全面临进一步的挑战。地下粮仓凭借其防水、防火、防毒、防爆性能好,且无需化学药剂防蛀防霉等优势,可以很好地保证粮食的品质,进而实现安全健康储粮;此外地下粮仓能够充分利用浅层地能,具有节约土地、节约能源、密闭性能好、运营成本低、能辅以机械化设备的粮食进出库作业的优势,进而实现经济储粮。本文结合国家粮食公益性科研专项(编号201413007-01),基于改进的自适应遗传算法,通过理论分析、试验研究与数值模拟相结合的研究方法,对地下混凝土筒仓结构进行优化设计,主要研究工作如下:(1)基于工程的地质及水文条件,对仓容3500吨、直径25.6米的大型地下生产性试验仓从初始施工到完全竣工进行不同阶段的足尺试验,从试验结果中提取仓体在不同施工阶段的实时内力数据,分析整理试验数据,得到地下生产性试验仓不同施工阶段仓体内力随深度变化规律,同时得到仓体侧压力实际取值范围,为后续数值模拟结果的校核提供数据参考。(2)运用大型有限元软件ABAQUS建立地下生产性试验仓有限元模型进行数值模拟,分别得到不同施工阶段仓体有限元模拟内力数据,进而得到地下生产性试验仓有限元模型不同施工阶段仓体内力随深度变化规律。将实测数据与有限元模型数据进行对比,对有限元模拟结果进行复核,验证了模型的正确性,经复核的模拟结果为工程结构优化设计所需要的内力数据提供了数值参考。(3)基于自适应遗传算法对数值分析软件进行二次开发,对地下生产性试验仓仓体结构进行优化设计,并且考虑地下试验仓所处特殊环境增加了耐久性优化的新思路。经优化设计后的设计方案相比原设计方案节约了5%以上的材料成本,达到了兼顾结构的可靠性与经济性的优化目标。论文对地下混凝土筒仓结构进行优化设计,在保证结构安全性、适用性、耐久性的前提下,得到结构的优化设计方案,可以极大限度地节约工程成本避免资源浪费,这对建筑业的可持续发展乃至建设美丽中国都有重要的意义。