推移质泥沙在波浪、潮流等往复流作用下的运动是海岸工程中需要重点关注的问题,海岸线的侵蚀和淤长,海岸与近海工程结构物基础的冲刷都与推移质泥沙运动直接相关。因此,研究推移质泥沙在往复流作用下的运动规律,获得合理科学的推移质输沙模型,对海岸防护工程的设计、岸线的演变预测,以及海岸与海洋工程结构物稳定性的评估等具有重要指导意义。本文通过水槽实验,研究了往复流作用下的粗颗粒推移质输沙强度与水动力条件、泥沙颗粒特性之间的关系,并考察了非恒定效应在其中的影响,发现惯性效应使得粗颗粒泥沙在起动阶段的加速度小于止动阶段,推移质输沙强度的峰值与水流流速峰值有一个相位滞后的现象产生,而已有的准恒定或半非恒定推移质输沙模型无法对实验结果作精确的预测。本文从运动泥沙颗粒的受力情况和冲淤守恒分析出发,将控制方程在时间轴上进行差分,分别得到泥沙颗粒瞬时速度和单位面积运动颗粒数的计算模型,进而建立了考虑惯性力作用的瞬时推移质输沙模型,选取合适的计算参数后,三个计算模型对实验结果均模拟效果良好,且运动颗粒数模型和输沙模型可以成功捕捉相位滞后效应。本文通过参数物理意义的讨论,引入了一个表征粗颗粒泥沙在往复流作用下运动中惯性力影响大小的无量纲参数KC’’,利用该无量纲参数,对泥沙颗粒受力平衡方程进行了简化,同时利用能量守恒分析得到了单位面积运动泥沙颗粒数的另一种计算表达式,然后结合两者提出了一个用于计算半周期平均输沙强度的半理论半经验公式,该公式的结构分为准恒定项和非恒定修正项两部分,相比准恒定计算公式,该经验公式对实验数据的预测效果有所改善,特别是在小KC’’数情况下对实测值的预测相比于传统的准恒定模型有明显提高。