风沙运动通过在海岸与干旱地区形成沙丘、沙波纹影响地球表面形态,沙尘的输运也影响着气候、生态系统、水文循环以及地球系统的其他部分。沙粒与床面的碰撞过程是风沙运动研究的重要部分。本文通过实验及数值模拟对粒-床碰撞过程进行研究,定量表征了反弹、溅射颗粒在不同冲击条件下起跳物理量的分布情况。给出了适用于沙粒的击溅函数,并将坡度的影响加入其中。此外,在数值模拟中,通过起跳角度的分布形态的变化给出了表面蠕移运动与溅移运动的界线;通过颗粒浓度的高程图给出了蠕移运动与跃移运动的界线,并统计了蠕移颗粒的运动特征。最后,利用得到的分界线,比较了跃移与蠕移颗粒的旋转角速度及动能分布;结合稳定风沙流中入射速度、入射角度的分布,计算了跃移与蠕移间的质量浓度比与水平通量比。主要工作如下:1.采用自行设计的颗粒发射冲击系统对真实沙粒-床面的轰击过程进行实验模拟,基于高速摄影技术获得了起溅颗粒角度、速度及颗粒数的分布规律及其随入射条件变化的定量表征,给出了天然沙粒的击溅函数。通过分布计算起跳物理量的均值并与以往结果对比,发现沙粒的结果在定性上与替代材料、模拟结果相似,但定量上存在差异。2.基于实验结果,对以往离散颗粒动力学模型（DEM）中的参数进行校对,使模拟结果更加接近实验值。利用调整后的DEM对坡面粒-床过程进行模拟,得到起跳物理量随坡度变化的定量表征。在综合考虑坡面结果与平地实验结果的情况下,得到包含坡度影响在内的击溅函数。3.通过DEM对粒-床碰撞导致的蠕移运动开展研究。得到近地表起溅颗粒运动速度、角度、颗粒数的分布,以及分布随入射速度、入射角度和统计高度的定量表征,可应用于不同蠕移判定标准下的床面颗粒运动特征分析。利用近地表起溅颗粒的角度分布,区分了表面蠕移颗粒与溅移颗粒,利用颗粒浓度沿高程的分布,区分了蠕移颗粒与跃移颗粒,给出了本文对表面蠕移运动、溅移运动及跃移运动的判断。得到了蠕移运动速度、角度、颗粒数的分布随入射冲击颗粒的速度、角度的定量表征。4.通过表面蠕移、溅移及跃移的判定,比较了跃移与蠕移颗粒的旋转角速度及动能分布,分析了入射颗粒能量的分配情况。计算了跃移与蠕移颗粒的质量浓度与水平通量随入射速度与入射角度的变化情况,结合稳定风沙流中入射速度、入射角度的分布,计算了跃移与蠕移的质量浓度比与水平通量比。