摘要
近年来，珊瑚礁备受关注，珊瑚礁上由珊瑚遗骸、海洋生物残骸等沉积物组成的珊瑚砂逐渐成为研究焦点。珊瑚砂的沉积过程紧密关联着珊瑚礁的演变，因此，探究珊瑚砂的运动特性对于研究珊瑚礁演变具有重要的前提意义。然而，国内对于珊瑚砂运动特性的研究相对匮乏，主要以石英砂等河道泥沙的运动特性研究为主导。考虑到珊瑚砂在形状、密度、内孔隙等特性方面与河道泥沙存在明显差异，传统泥沙运动力学理论的大量研究成果并不能直接应用于珊瑚砂起动研究。因此，有必要根据珊瑚砂的特性对传统泥沙起动理论进行改进和创新，以开展珊瑚砂的运动特性研究。珊瑚砂起动研究是珊瑚砂运动特性研究的重要组成部分，具有重要的科学价值和实际意义。 珊瑚砂颗粒特性中，形状是对起动特性产生影响的重要因素，为了研究珊瑚砂的特性以及特性对珊瑚砂起动的影响，基于已有的实验条件分别进行了三个不同的实验。首先，针对珊瑚砂颗粒的显微实验，通过多角度的拍摄和图像识别程序的分析，获取单一珊瑚砂颗粒的基本形状参数和形状组合参数。依次将1845个珊瑚砂颗粒形状分类为9个不同形状，画出了形状因子累积级配曲线和等容粒径累积级配曲线，提出两个可以概括群颗粒珊瑚砂形状的形状参数。 探究不同运动条件下的珊瑚砂起动阈值，分别开展了单向流和振荡流作用下的珊瑚砂起动阈值实验。单向流下的珊瑚砂起动实验设置5个水深和9个珊瑚砂粒径。研究珊瑚砂Shields曲线带和珊瑚砂临界断面平均流速公式，分析形状对珊瑚砂起动的影响，探讨等容中值粒径是否可以在起动阈值中量化形状影响。结合实验数据，提出了适用于单向流作用下的珊瑚砂Shields曲线带和临界断面平均起动流速公式，两者均考虑了形状对起动的影响。振荡流下的珊瑚砂起动实验设置了5个水深、9个粒径和4个周期，研究了形状对振荡流下的珊瑚砂起动阈值的影响，讨论了Shields数和振荡流参数表示珊瑚砂起动阈值的适用性。结合实验数据，得到了加入了形状因子并适用于珊瑚砂的临界近底轨道峰值流速公式。 综上所述，开展了三个实验，探究了珊瑚砂颗粒形状特性以及形状对珊瑚砂起动的影响，为今后相关研究提供了参考和依据。
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