平房倉(cāng)中稻谷密度的時(shí)空分布值及堆高沉降特性研究

程緒鐸, 陳 雪, 唐福元,邵小龍

(南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院；江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，南京 210046)

稻谷儲(chǔ)藏在平房倉(cāng)中，稻谷堆受到重力及倉(cāng)壁對(duì)稻谷堆作用力，產(chǎn)生壓應(yīng)力和切應(yīng)力[1]。稻谷籽粒松軟，籽粒間的孔隙大，各處的應(yīng)力作用導(dǎo)致稻谷堆產(chǎn)生形變和體積壓縮，稻谷堆密度增加。平房倉(cāng)內(nèi)稻谷堆的應(yīng)力分布是不均勻的，所以稻谷堆的密度分布也是不均勻的，即平房倉(cāng)中稻谷堆密度是空間的函數(shù)。稻谷堆是黏彈塑性體，在應(yīng)力的作用下，稻谷堆持續(xù)變形，稻谷塊的體積持續(xù)減小，密度持續(xù)增大，即平房倉(cāng)中稻谷堆密度是時(shí)間的函數(shù)。

糧食儲(chǔ)藏?cái)?shù)量檢查是糧食庫(kù)存檢查的一項(xiàng)重要內(nèi)容，即通過(guò)一定的手段獲取糧倉(cāng)中所儲(chǔ)存糧食的數(shù)量，主要包括稱重法和體積密度法[2]。稱重法工作量大、效率低，在大規(guī)模的庫(kù)存檢查中很難廣泛使用。體積密度法是指通過(guò)測(cè)量糧堆的體積和平均密度計(jì)算糧倉(cāng)中糧食數(shù)量的檢查方法?，F(xiàn)有的體積密度法是使用糧食的表層密度乘以修正系數(shù)來(lái)獲取糧堆的平均密度，修正系數(shù)是憑經(jīng)驗(yàn)給出的，此方法測(cè)定糧倉(cāng)中糧食的數(shù)量誤差較大。

陳得民等[3]通過(guò)在糧倉(cāng)底部安裝壓力傳感器，測(cè)定糧倉(cāng)底部的壓力分布，從而估算出糧堆的總重量，此方法成本高且只能給出糧堆總重量不能給出糧倉(cāng)內(nèi)糧堆密度分布值。程緒鐸等[4]開發(fā)了一個(gè)分層壓縮模型來(lái)預(yù)測(cè)平房倉(cāng)中的糧層密度和壓應(yīng)力分布。陳雪等[5]選定修正劍橋模型作為小麥堆的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系本構(gòu)方程,使用有限元方法計(jì)算出平房倉(cāng)中小麥堆密度的三維分布值。但這2種方法只能預(yù)測(cè)裝糧后瞬時(shí)(儲(chǔ)藏時(shí)間為零)的糧堆密度分布值。

本文將使用糧食回彈模量?jī)x測(cè)定出稻谷堆的壓縮密度與最大主應(yīng)力(豎直壓應(yīng)力)及儲(chǔ)藏時(shí)間的關(guān)系模型。求解稻谷堆修正劍橋模型計(jì)算出裝糧后瞬時(shí)平房倉(cāng)中稻谷層的豎直壓應(yīng)力分布值。由平房倉(cāng)中稻谷堆各層的豎直壓應(yīng)力和稻谷堆的壓縮密度與最大主應(yīng)力(豎直壓應(yīng)力)及儲(chǔ)藏時(shí)間的關(guān)系模型計(jì)算出平房倉(cāng)中稻谷層的密度與糧層深度及儲(chǔ)藏時(shí)間的關(guān)系模型。以期預(yù)測(cè)某一儲(chǔ)藏時(shí)間的平房倉(cāng)中稻谷堆的密度分布值，從而由密度分布值計(jì)算出儲(chǔ)糧總質(zhì)量。

1 材料與儀器

1.1 材料

稻谷品種為鎮(zhèn)稻19號(hào)，含水率為12.93% w.b.，堆密度為536.7 kg/m3。

1.2 儀器

TSZ-6A應(yīng)變控制式三軸儀，LKY-1型糧食孔隙率測(cè)定儀，LHT-1型糧食回彈模量測(cè)定儀。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 稻谷堆的壓縮密度與儲(chǔ)藏時(shí)間及最大主應(yīng)力(豎直壓應(yīng)力)的關(guān)系測(cè)定

將稻谷裝入LHT-1糧食回彈模量?jī)x的圓筒中，頂部加載荷，圓筒中的稻谷受到壓縮，處于主動(dòng)應(yīng)力狀態(tài)，即豎直壓應(yīng)力為最大主應(yīng)力，水平壓應(yīng)力為最小主應(yīng)力。在糧倉(cāng)中糧堆受到重力與倉(cāng)壁對(duì)糧堆的壓力及摩擦力，重力是主動(dòng)力，糧堆內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力處于主動(dòng)應(yīng)力狀態(tài)，即豎直方向主動(dòng)的壓，水平方向被動(dòng)的壓，最大主應(yīng)力線是垂直的(在接近倉(cāng)壁處稍有彎曲)[6]，因此，糧食回彈模量?jī)x圓筒中的應(yīng)力狀態(tài)與平房倉(cāng)中各處的稻谷塊應(yīng)力狀態(tài)相似。本試驗(yàn)對(duì)回彈模量?jī)x的圓筒中的糧堆施加不同的頂部壓力并壓縮不同的時(shí)間來(lái)模擬平房倉(cāng)中不同儲(chǔ)藏時(shí)間各稻谷塊的應(yīng)力狀態(tài)。本文用圓筒中稻谷堆的平均豎直壓應(yīng)力等于平房倉(cāng)中某一稻谷塊的豎直壓應(yīng)力。

2.1.1 裝樣筒內(nèi)糧堆平均豎直壓應(yīng)力

其次，核心作者都為前十位核心研究機(jī)構(gòu)的專職教師或研究員，職稱級(jí)別較高，教授、副教授職稱級(jí)別的作者占比超過(guò)90%，如馬耀峰、保繼剛、吳必虎等。同時(shí)，各大高校青年學(xué)者的學(xué)術(shù)研究能力正在增強(qiáng)，如黃瀟婷、張佑印等，形成了持續(xù)發(fā)力的學(xué)術(shù)研究氛圍。此外，核心作者的學(xué)科專業(yè)素養(yǎng)較高，擁有高質(zhì)量的獨(dú)立研究團(tuán)隊(duì)，大多采取兩人、三人合作研究的方式，初步形成了旅游者行為研究的高級(jí)別核心作者群。未來(lái)學(xué)界應(yīng)不斷突破地理空間的限制，推動(dòng)跨區(qū)域、多主題的學(xué)科交流與合作，形成規(guī)?；膶W(xué)術(shù)合作網(wǎng)絡(luò)圈層。

采用微元層法對(duì)裝樣筒內(nèi)糧堆進(jìn)行受力分析，假設(shè)裝樣筒內(nèi)徑為Rc，樣品壓縮高度為H，取距離糧面深度為y，厚度為dy的微元層進(jìn)行受力分析，見圖1[6]。

圖1 回彈模量?jī)x裝樣筒中的微元受力圖

由稻谷薄層的豎直方向受力平衡可得：

(1)

對(duì)式(1)進(jìn)行積分得：

滲瀝液的復(fù)氧方式包括自然復(fù)氧、利用曝氣頭進(jìn)行微曝氣、噴淋曝氣和跌水曝氣等。工藝中在礦化床床內(nèi)設(shè)置通氣管進(jìn)行自然或強(qiáng)制復(fù)氧，表面種植綠色植物有益于根系對(duì)內(nèi)部復(fù)氧。

將回彈模量?jī)x測(cè)定的稻谷壓縮密度與式(12)計(jì)算出的稻谷堆密度對(duì)比，見圖2。

(2)

對(duì)式(2)進(jìn)行二次積分，得到稻谷堆所受平均豎直壓應(yīng)力pv為：

(3)

式中：p0為稻谷堆頂部壓力/kPa；H為壓縮后圓筒中稻谷堆高度/m。

2.1.2 裝樣筒內(nèi)糧堆密度

對(duì)于Ⅱ～Ⅳ期患者除使用放療外理想的腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)聯(lián)合化療非常重要?；チ鲭m為生殖細(xì)胞腫瘤，但對(duì)于生殖細(xì)胞腫瘤敏感的PEB(順鉑、依托泊苷、博萊霉素)方案不是最佳化療方案。成熟畸胎瘤鱗變術(shù)后輔助治療與宮頸癌類似，可用鱗癌敏感的紫杉醇和鉑類化療[18]，但MCT鱗癌變放療效果與宮頸癌相比效果較差[19]。也有文獻(xiàn)報(bào)道術(shù)后輔助放化療對(duì)改善存活率意義不大且放療影響患者生育能力[20]，故可不主張對(duì)有生育要求的患者進(jìn)行盆腔外放療。Ito等[21]提出碳離子放射治療治療可視為治療復(fù)發(fā)性TMT的一種新方法。對(duì)于復(fù)發(fā)性MCT鱗癌變患者進(jìn)行碳離子放射治療治療可縮小腫瘤體積，延緩患者生存期。

裝樣筒內(nèi)糧堆密度由式(4)計(jì)算。

根據(jù)JLZ2X1/F2A-1660/95-492型1 660 mm2大截面碳纖維導(dǎo)線(以下簡(jiǎn)稱1 660 mm2導(dǎo)線)的半硬鋁型線鋁股和芯棒特點(diǎn)，采用仿真分析方法，比較了夾嘴長(zhǎng)度分別為350，325，275 mm時(shí)導(dǎo)線的應(yīng)力狀況，從而確定適用于1 660 mm2導(dǎo)線的卡線器夾嘴長(zhǎng)度，通過(guò)減小夾嘴長(zhǎng)度對(duì)卡線器進(jìn)行減重優(yōu)化設(shè)計(jì)。

(4)

式中：m為稻谷堆的質(zhì)量/kg。

修正劍橋模型的總應(yīng)變包括體積應(yīng)變?chǔ)舦和剪切應(yīng)變?chǔ)舠，總應(yīng)力包括廣義剪切力q和平均主應(yīng)力p。稻谷堆修正劍橋模型為：

雖然示范性教學(xué)是比較古老的教學(xué)模式，但對(duì)于成人在職培訓(xùn)中，多以更深入的理論教學(xué)為主，較少以示范性教學(xué)為主導(dǎo)的教學(xué)模式，但就本專科護(hù)士培訓(xùn)的實(shí)踐證明，較好的范例對(duì)學(xué)員有很好的指導(dǎo)和啟迪作用，使學(xué)員能夠很快適應(yīng)這種高效的短期培訓(xùn)，學(xué)習(xí)起來(lái)事半功倍，取得良好的效果。

裝樣：裝樣前稱重，并測(cè)量樣高。將樣品均勻裝入裝樣筒，并將樣品表面鋪平，放置傳壓板，并使傳壓板上表面與裝樣筒上端齊平。

杠桿調(diào)平：保證橫梁杠桿垂直，將平衡錘轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整杠桿至水平位置，M16螺母固定平衡錘。

將傳壓螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)使其接觸傳壓板，調(diào)整位移傳感器的觸頭位置，將百分表調(diào)零。

對(duì)6個(gè)回彈模量?jī)x加載不同的頂部壓力，分別為50、100、125、150、175、200 kPa。

選定不同的時(shí)間間隔，記錄時(shí)間與樣品高度。

隨著時(shí)間的推移，樣品高度減小，導(dǎo)致杠桿向下傾斜。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)平手輪，使杠桿一直保持水平，消除杠桿傾斜對(duì)加載精度的負(fù)作用。

2.1.4 稻谷堆壓縮密度與儲(chǔ)藏時(shí)間及最大主應(yīng)力(豎直壓應(yīng)力)關(guān)系模型

首先，思政課教師的思想激勵(lì)作用?！肮そ尘衽嘤淖罴褧r(shí)機(jī)就在高職生入學(xué)的開始一二年，這段時(shí)間也正是公共必修思政課的開課時(shí)期，把工匠精神的培育有效地融入高職思政教育必然有助于增加具有工匠精神人才的有效供給，為我國(guó)制造業(yè)的升級(jí)轉(zhuǎn)型培養(yǎng)更多具有高級(jí)職業(yè)精神和高尚愛(ài)國(guó)主義情操的高素質(zhì)人才。[5]”思政課要有針對(duì)性，能夠解決學(xué)生在學(xué)習(xí)生活中的困難和疑慮，至少能給學(xué)生一種直面問(wèn)題的思路和方法。學(xué)生在專業(yè)的學(xué)習(xí)上會(huì)遇到各種各樣的困難，思政課教師要從思想上發(fā)揮答疑解惑的作用，引導(dǎo)學(xué)生去面對(duì)困難，用勇氣解決困難。這是培養(yǎng)學(xué)生工匠精神必須具備的思路。

ρ=F(pv,T)

(5)

式中：T為稻谷堆壓縮時(shí)間/h。

2.2 平房倉(cāng)中稻谷的豎直壓應(yīng)力與深度關(guān)系的測(cè)定

2.2.1 稻谷堆修正劍橋模型

為了表征松軟土壤的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系，Roscoe等[7]提出了修正劍橋模型(Modified Cam Clay)。修正劍橋模型將總應(yīng)變分為剪切應(yīng)變與體積應(yīng)變，總應(yīng)力分為平均正應(yīng)力與剪切應(yīng)力，適合求解在外力作用下松軟土壤堆中的應(yīng)力與應(yīng)變。稻谷堆孔隙大，籽粒松軟，它的結(jié)構(gòu)與松軟土壤相似。Du等[8]研究了稻谷堆修正劍橋模型的模型參數(shù)，并使用修正劍橋模型研究稻谷堆的變形與壓縮，修正劍橋模型的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的。因此，本文選擇修正劍橋模型求解平房倉(cāng)中稻谷堆的應(yīng)力與應(yīng)變。

2.1.3 稻谷堆加壓實(shí)驗(yàn)方法

(6)

2.2.2 稻谷堆的修正劍橋模型參數(shù)的測(cè)定

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的建議，個(gè)人用戶賬戶信息使用不同的加密算法，如MD5.電話功能使用虛擬電話。將數(shù)據(jù)經(jīng)行加密處理。雖然這不能100%的保證數(shù)據(jù)的安全，但是可以一定程度上降低安全信息泄露的可能性。

使用應(yīng)變控制式三軸儀測(cè)定修正劍橋模型參數(shù)M、λ、κ、υ，使用糧食孔隙率測(cè)定儀測(cè)定參數(shù)e0[8-10]。

2.2.3 平房倉(cāng)中稻谷的豎直壓應(yīng)力與深度關(guān)系的確定

使用有限元軟件ABAQUS求解稻谷堆修正劍橋模型得到平房倉(cāng)中豎直壓應(yīng)力的三維分布值，由三維分布值計(jì)算出各糧層平均豎直壓應(yīng)力。

使用修正劍橋模型計(jì)算出裝倉(cāng)后瞬時(shí)平房倉(cāng)中稻谷各層豎直壓應(yīng)力及各處的深度。將裝倉(cāng)后瞬時(shí)糧倉(cāng)中各處糧塊應(yīng)力狀態(tài)與回彈模量?jī)x圓筒中稻谷堆(壓縮時(shí)間為10 min)的相同應(yīng)力狀態(tài)對(duì)應(yīng)起來(lái)。隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，糧倉(cāng)中各處糧塊體積應(yīng)變與對(duì)應(yīng)的圓筒中稻谷堆體積應(yīng)變相同。這樣，就能得到平房倉(cāng)中稻谷各層的密度隨深度及儲(chǔ)藏時(shí)間變化的關(guān)系。因此，計(jì)算出稻谷裝倉(cāng)瞬時(shí)平房倉(cāng)中稻谷堆豎直壓應(yīng)力與深度關(guān)系是計(jì)算平房倉(cāng)中稻谷各層的密度隨深度及儲(chǔ)藏時(shí)間變化關(guān)系中的關(guān)鍵一步。

2.3 平房倉(cāng)中稻谷堆密度與糧層深度及儲(chǔ)藏時(shí)間關(guān)系的確定

稻谷儲(chǔ)藏在平房倉(cāng)中，稻谷堆持續(xù)受到壓應(yīng)力作用，稻谷堆體積逐漸減小，糧堆各處的密度逐漸增加。

將平房倉(cāng)中稻谷堆分為質(zhì)量相等的n層，由限元軟件ABAQUS求解稻谷堆修正劍橋模型得出稻谷裝倉(cāng)后瞬時(shí)(儲(chǔ)藏時(shí)間為零)各糧層平均豎直壓應(yīng)力。

隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，各糧層平均豎直壓應(yīng)力保持不變。不同儲(chǔ)藏時(shí)間各糧層的密度值由式(5)確定。

不同儲(chǔ)藏時(shí)間各糧層的厚度及深度由各層的密度與質(zhì)量確定。

由不同儲(chǔ)藏時(shí)間各糧層的深度與密度值擬合出平房倉(cāng)中稻谷堆密度與糧層深度及儲(chǔ)藏時(shí)間關(guān)系模型為：

寧夏青龍管業(yè)股份有限公司是中國(guó)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管質(zhì)量聯(lián)盟理事長(zhǎng)單位，是一家致力于高品質(zhì)管道研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝和服務(wù)于一體的專業(yè)化管道制造商、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)商和運(yùn)營(yíng)商。多年來(lái)，青龍管業(yè)在PCCP管道的質(zhì)量控制、技術(shù)進(jìn)步、工藝改良等方面進(jìn)行了不懈努力，為我國(guó)PCCP行業(yè)的發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)，在南水北調(diào)中線工程天津段、河北段、河南段的管材制造任務(wù)中均有出色表現(xiàn)，獲得了承建方的一致好評(píng)與獎(jiǎng)勵(lì)。

ρ=F(h,T)

(7)

式中：h為平房倉(cāng)中稻谷層深度/m。

隧道沉降一般采用注漿加固的治理措施，即在盾構(gòu)隧道下臥層形成剛度大于原狀土的加固體。由于盾構(gòu)隧道縱向是環(huán)環(huán)相接的柔性結(jié)構(gòu)，在注漿過(guò)程中需盡可能減小對(duì)地層的擾動(dòng)，確保每環(huán)內(nèi)注漿引起的附加橫向應(yīng)力和橫向變形均在允許范圍內(nèi)，并對(duì)地層沉降具有較好的補(bǔ)償效果。

2.4 平房倉(cāng)中稻谷堆的沉降

依據(jù)式(7),以最底層的深度為縱坐標(biāo)，儲(chǔ)藏時(shí)間為橫坐標(biāo)繪出稻谷堆高的沉降曲線。

由式(3)與式(4)計(jì)算出不同儲(chǔ)藏時(shí)間的稻谷堆最大主應(yīng)力(豎直壓應(yīng)力)與密度,擬合稻谷堆壓縮密度與儲(chǔ)藏時(shí)間及最大主應(yīng)力(豎直壓應(yīng)力)關(guān)系模型為：

3 結(jié)果與分析

3.1 稻谷堆壓縮密度與儲(chǔ)藏時(shí)間及最大壓應(yīng)力(豎直壓應(yīng)力)關(guān)系模型

將鎮(zhèn)稻19號(hào)(含水率12.93%)儲(chǔ)藏在6個(gè)裝樣筒中(頂部壓應(yīng)力分布為50、100、125、150、175、200 kPa)，持續(xù)壓縮4個(gè)月。

3.1.1 不同頂部壓力和儲(chǔ)藏時(shí)間下的稻谷堆密度

依據(jù)式(4)計(jì)算得到稻谷堆在不同頂部壓力、不同儲(chǔ)藏時(shí)間下的壓縮密度，見表1。

表1 不同頂部壓力、不同儲(chǔ)藏時(shí)間下稻谷堆的壓縮密度/kg/m3

由表1可知，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加和頂部壓力的增加，稻谷堆的壓縮密度逐漸增加。

3.1.2 不同頂部壓力和儲(chǔ)藏時(shí)間下稻谷堆受到的最大壓應(yīng)力(豎直壓應(yīng)力)

由式(3)計(jì)算出稻谷堆(鎮(zhèn)稻19號(hào))在不同頂部應(yīng)力、不同儲(chǔ)藏時(shí)間的最大壓應(yīng)力(豎直壓應(yīng)力)，見表2。

表2 不同頂部壓力、不同儲(chǔ)藏時(shí)間下稻谷堆所受到的豎直壓應(yīng)力/kPa

3.1.3 稻谷堆的壓縮密度與儲(chǔ)藏時(shí)間及最大壓應(yīng)力(豎直壓應(yīng)力)的關(guān)系模型

目前，國(guó)外East等[4]開發(fā)了輔助設(shè)計(jì)評(píng)審人員的工具(Reviewer助手)來(lái)協(xié)助審核人員。國(guó)內(nèi)針對(duì)施工圖審核的軟件有：①理正施工圖校對(duì)審核軟件2.0版[5]，該軟件是針對(duì)“結(jié)構(gòu)平法施工圖進(jìn)行校核”的專用軟件，對(duì)施工圖格式要求低且識(shí)別率高、能夠快速定位配筋不滿足要求的構(gòu)件，但它僅針對(duì)梁配筋圖進(jìn)行審核；②武漢理工大學(xué)利用VB程序語(yǔ)言編程，開發(fā)了一類面向?qū)張D機(jī)構(gòu)的審圖工程師的建筑結(jié)構(gòu)施工圖審查軟件[6-8]。該類軟件主要針對(duì)常用基礎(chǔ)類型、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻及框架——剪力墻結(jié)構(gòu)施工圖審查過(guò)程數(shù)字化，目前尚未正式投入使用。

由表1和表2中數(shù)據(jù)的特性，設(shè)稻谷堆壓縮密度與儲(chǔ)藏時(shí)間及最大壓應(yīng)力的關(guān)系模型為：

ρ=ρ0+(ρmax-ρ0)(1-eapv3+bpv2+cpv+d)

(8)

式中：ρ為稻谷堆壓縮密度, kg/m3；ρ0為稻谷堆所最小受壓應(yīng)力密度(頂部壓力為50 kPa), kg/m3；ρmax為稻谷堆所受最大壓應(yīng)力密度(頂部壓力為200 kPa), kg/m3；ρv為稻谷堆受到的最大主應(yīng)力(豎直壓應(yīng)力), kPa。其中，ρ0=ρ0(T),ρmax=ρmax(T)。

3.1.3.1 稻谷堆的壓縮密度與儲(chǔ)藏時(shí)間的關(guān)系

ρ0=562.87+1.606ln(T)

依據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，頂部壓力為50 kPa時(shí)稻谷堆的壓縮密度與儲(chǔ)藏時(shí)間ln(T)關(guān)系曲線的擬合方程為：

(9)

依據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，頂部壓力為200 kPa時(shí)稻谷堆的壓縮密度與儲(chǔ)藏時(shí)間ln(T)的關(guān)系曲線的擬合方程為：

ρmax=608.94+2.711ln(T)

(10)

3.1.3.2 稻谷堆的壓縮密度與儲(chǔ)藏時(shí)間、最大壓應(yīng)力(豎直壓應(yīng)力)之間的關(guān)系

將式(8)兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù)將其變換成式(11)為：

(11)

依據(jù)表1和表2中的數(shù)據(jù)，以ln[1-(ρ-ρ0)/(ρmax-ρ0)]為縱坐標(biāo)、pv為橫坐標(biāo)作曲線圖，由曲線圖擬合方程得出：a=-0.000 001,b=0.000 2,c=-0.013 5,d=0.000 3。

將a,b,c,d的值及式(9)、式(10)代入式(8)，可得推導(dǎo)稻谷堆壓縮密度與儲(chǔ)藏時(shí)間及最大壓應(yīng)力(豎直壓應(yīng)力)的關(guān)系式為：

(12)

3.1.3.3 模型的驗(yàn)證

標(biāo)準(zhǔn)化的目的是“為了在既定范圍內(nèi)獲得最佳秩序，促進(jìn)共同效益”，比如全國(guó)正在推行的科學(xué)有效的政務(wù)大廳服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，目的就是為了簡(jiǎn)化辦事程序、提升服務(wù)效能，方便老百姓，使社會(huì)管理和公共服務(wù)獲得最佳秩序和共同效益。為使產(chǎn)品、過(guò)程或服務(wù)適合其用途，標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)可以有一個(gè)或多個(gè)目的，且這些目的可能相互重疊。

圖2 稻谷堆壓縮密度隨儲(chǔ)藏時(shí)間變化的測(cè)量值與模擬值對(duì)比

由圖2可知，稻谷堆壓縮密度的模型預(yù)測(cè)值(虛線)與實(shí)驗(yàn)測(cè)定值之間的相對(duì)誤差低于0.07%，RMSE的值在0.348 3～1.798 8 kg/m3之間，誤差較小，所以該模型可以用于計(jì)算稻谷堆隨儲(chǔ)藏時(shí)間與豎直壓應(yīng)力變化的密度值。

3.2 平房倉(cāng)中各稻谷層的平均豎直壓應(yīng)力

選定平房倉(cāng)內(nèi)稻谷堆長(zhǎng)26 m、寬24 m、高9 m(重力未施加，糧堆無(wú)壓縮狀態(tài))。

將平房倉(cāng)中的稻谷堆平均地分為9層，每層的厚度為1米(重力未施加)。使用有限元軟件ABAQUS求解稻谷堆修正劍橋模型計(jì)算出平房倉(cāng)中稻谷堆的豎直壓應(yīng)的力三維分布值。由稻谷堆的豎直壓應(yīng)力的三維分布值計(jì)算出各稻谷層的平均豎直壓應(yīng)力如表3中的第2列數(shù)據(jù)所示。

2018年秋天，一批有才華有情懷的文友在訂戶相對(duì)集中的市縣牽頭設(shè)立了五十多個(gè)《星火》讀者驛站，把星火燎原的祝愿變成了隱約可見的現(xiàn)實(shí)。

表3 平房倉(cāng)中不同儲(chǔ)藏時(shí)間不同糧層下稻谷堆糧層密度/kg/m3

3.3 平房倉(cāng)中稻谷堆密度與糧層深度及儲(chǔ)藏時(shí)間關(guān)系

依據(jù)各稻谷層的豎直壓應(yīng)力值(表3中的第2列數(shù)據(jù))，由式(12)計(jì)算出平房倉(cāng)中稻谷堆不同儲(chǔ)藏時(shí)間的各糧層的平均密度，見表3。

依據(jù)表3中各稻谷層的密度值和質(zhì)量計(jì)算出不同儲(chǔ)藏時(shí)間各稻谷層的深度值，見表4。

表4 平房倉(cāng)中不同儲(chǔ)藏時(shí)間下不同糧層下稻谷堆的糧堆深度/m

由表3、表4中的數(shù)據(jù)特性，設(shè)平房倉(cāng)內(nèi)稻谷堆壓縮密度與儲(chǔ)藏時(shí)間及糧層深度的關(guān)系模型為：

學(xué)生動(dòng)手操作后，師生一道總結(jié)得到判定方法2：兩角及其夾邊分別相等的兩個(gè)三角形全等(簡(jiǎn)寫為：“角邊角”或“ASA”).判定方法3：兩角分別相等且其中一組等角的對(duì)邊也相等的兩個(gè)三角形全等.(簡(jiǎn)寫為“角角邊”或“AAS”)

ρ=ρ0+(ρmax-ρ0)(1-eah3+bh2+ch+d)

(13)

式中：ρ為稻谷堆密度/kg/m3；ρ0為稻谷堆表層密度/kg/m3；ρmax稻谷堆底層密度/kg/m3；h為稻谷堆糧層深度/m。

依據(jù)表3中的數(shù)據(jù)，平房倉(cāng)中稻谷堆的表層密度與儲(chǔ)藏時(shí)間ln(T)擬合線性方程為：

ρ0=566.94+1.678ln(T)

(14)

式中：T為平房倉(cāng)中稻谷堆的儲(chǔ)藏時(shí)間/月。

依據(jù)表3中的數(shù)據(jù)，平房倉(cāng)中稻谷堆底層與儲(chǔ)藏時(shí)間ln(T)擬合線性方程為：

ρmax=578+1.908ln(T)

(15)

將式(13)轉(zhuǎn)化為式(16)為：

(16)

依據(jù)表3、表4中的數(shù)據(jù)，以ln[1-(ρ-ρ0)/(ρmax-ρ0)]為縱坐標(biāo)、h為橫坐標(biāo)作曲線圖，擬合線性方程得到a,b,c,d的值分別是-0.011 8, 0.108 5,-0.678 2, 0.687 5。

將a,b,c,d的值和式(14)、式(15)代入式(13)，可得稻谷堆密度ρ與儲(chǔ)藏時(shí)間T及糧層深度h的關(guān)系模型為：

ρ=566.94+1.678ln(T)+(11.06+0.129ln(T)(1-e-0.011 8h3+0.108 5h2-0.687 2h++0.687 5))

(17)

由式(17)計(jì)算的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)測(cè)定值見圖3。

圖3 稻谷堆壓縮密度隨儲(chǔ)藏時(shí)間、糧層深度變化的實(shí)驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值對(duì)比

從圖3可見，經(jīng)式(17)計(jì)算得到的稻谷平均糧層密度(預(yù)測(cè)值)與試驗(yàn)測(cè)定的密度對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩者相對(duì)誤差小于0.05%，其RMSE的值在0.181 5～0.934 2 kg/m3之間, 誤差較小，則該模型可以用來(lái)預(yù)測(cè)平房倉(cāng)中稻谷堆不同儲(chǔ)藏時(shí)間、不同糧層深度下的糧層密度。

3.4 平房倉(cāng)中稻谷堆高的沉降

平房倉(cāng)中最底層的深度等于堆高。依據(jù)表4,以最底層的深度為縱坐標(biāo)，儲(chǔ)藏時(shí)間為橫坐標(biāo)繪出稻谷堆高的沉降曲線如圖4所示。

圖4 稻谷堆糧堆高度隨儲(chǔ)藏時(shí)間的變化關(guān)系

由圖4可知，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間增加，稻谷堆高逐漸減小，但堆高減小幅度越來(lái)越小，沉降曲線最終趨于平緩。稻谷堆儲(chǔ)藏在平房倉(cāng)中，在儲(chǔ)藏初期稻谷堆內(nèi)的孔隙率較大。隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加，稻谷堆持續(xù)受到壓應(yīng)力作用，稻谷堆持續(xù)被壓縮，導(dǎo)致其孔隙率越來(lái)越小，稻谷堆越壓越實(shí)，其體積逐漸減小直至趨于恒定，從而導(dǎo)致堆高度減小幅度越來(lái)越小直至高度趨于恒定值。

4 結(jié)論

稻谷堆的壓縮密度隨最大主應(yīng)力的增加而增大，隨儲(chǔ)藏時(shí)間的增加而增大。稻谷堆密度關(guān)于儲(chǔ)藏時(shí)間和最大主應(yīng)力的關(guān)系模型為：

平房倉(cāng)中稻谷層密度隨糧層深度的增加而增大，隨儲(chǔ)藏時(shí)間的增加而增大。平房倉(cāng)中稻谷層密度關(guān)于儲(chǔ)藏時(shí)間和糧層深度的關(guān)系模型為：

ρ=566.94+1.678ln(T)+(11.06+0.129ln(T)(1-e-0.011 8h3+0.108 5h2-0.687 2h++0.687 5))。

平房倉(cāng)中稻谷堆高隨儲(chǔ)藏時(shí)間的增加而降低，且堆高降低幅度越來(lái)越小，最后堆高趨于穩(wěn)定值。