铁精矿作为不可或缺的工业原料,海上运输年总量达百万吨级以上。然而,铁精矿在船运过程中极易流态化,降低船舶稳定性,造成船毁人亡的重大海损事故。包括铁精矿在内的固体散货物流态化问题是海上运输安全所面临的最大问题之一。为深入探究铁精矿流态化形成的演化规律,本文从细观、非连续角度出发,将铁精矿孔隙内流体离散为具有一定刚度的水颗粒,构建了一种可考虑材料非饱和特性的颗粒流流固耦合数值模拟方法。在此基础上,建立了不同含水率铁精矿的双轴数值模型和横摇数值模型,探讨了不同含水率的铁精矿在循环载荷下宏细观力学行为间的内在联系,揭示了海运铁精矿流态化形成过程中的水分运移规律。此外,本文还以海运铁精矿流态化形成的影响因素分析为基础,建立了海运铁精矿流态化风险等级的多因素综合评判模型,为水上交通管理部门确保海运固体散货物的运输安全提供有效参考。本文主要研究成果如下:（1）利用离散元PFC程序,通过将孔隙流体离散为具有一定刚度的流体相颗粒,构建了一种可考虑海运铁精矿非饱和特性的流固耦合数值模拟方法。其中,细观尺度上的流体相颗粒及其与固相颗粒间的相互作用是基于固相接触模型所实现的,并通过建立包裹若干颗粒和孔隙流体相颗粒的测量圆作为计算孔隙压力动态变化的基本单元,根据测量圆内孔隙流体相颗粒间接触平均应力的变化以考虑孔隙水压力的发展。该方法可实现对不排水条件下不同含水率的铁精矿在循环载荷作用下的力学响应,并可从细观尺度上表述不同含水率铁精矿的宏观力学行为。（2）通过建立不同含水率的铁精矿双轴数值模型,分析了不同含水率铁精矿试样的动应变、动孔压等宏观演化规律,以及接触力链网络、配位数、孔隙率等细观组构演化规律。双轴数值试验得到的不同含水率铁精矿应变曲线和孔压曲线与室内三轴试验结果基本一致。高含水率试样动力破坏过程中孔隙水压力累积上升,在细观上主力链网络强度不断减小、配位数累积损失、孔隙率呈往复波动;而低含水率试样并未发生破坏,主力链网络结构呈纵向发展、配位数略有上升后保持稳定、孔隙率呈先下降后小幅度增长趋势。（3）通过对不同海域的波浪谱以及散货船横摇运动分析,建立了不同含水率铁精矿的横摇数值模型,揭示了海运铁精矿流态化形成过程中的水分运移规律。结果表明:船载低含水率铁精矿在横摇作用下的孔隙流体相颗粒整体重心高度低于固相颗粒整体重心高度,其宏观上主要体现为试样水分向下迁移;而当船载铁精矿具有较高的含水率时,其横摇作用下的孔隙流体相颗粒整体重心高度要高于固相颗粒整体重心高度,宏观上主要表现为试样水分向上迁移,逐渐从矿体表面析出,形成可流动的混合层。此外,本文还通过引入加速度作为综合反映海运条件影响散装铁精矿流态化形成的外部参量,构建了基于BP神经网络算法的海运铁精矿流态化风险等级的多因素综合评判模型,有效评估了散装铁精矿在海上运输过程中流态化可能性,为水上交通管理部门确保海运固体散货物的运输安全提供有效参考。