[发明专利]面向水槽实验的泥石流冲击力测量方法

权利要求书

1.面向水槽实验的泥石流冲击力测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立光纤光栅应变传感器、悬臂梁和水槽的测量系统：在传统水槽装置基础上，将压力传感器替换为光纤光栅应变传感器，受冲击结构替换为悬臂梁，悬臂梁为L型，悬臂梁的底座固定在水槽槽底，将光纤光栅应变传感器设置在悬臂梁的迎水面上；

S2、基于水槽实验，根据泥石流的冲击力沿流深的变化规律，获得泥石流冲击力计算公式：

P＝aγ_cx⁴式中，γ_c-泥石流密度，单位kg/m³，由调查采样与测试试验确定，x-泥石流的流深，单位m，由泥位计确定，a-修正参数，单位/(m·s²)，P-泥石流冲击压力，单位P_a；

S3、进行水槽实验，获得泥石流冲击时相关数据，所述相关数据包括光纤光栅应变传感器获得的应变光栅测量波长λ、泥石流冲击时的最大流深Hm；

S4、获得测点处光纤光栅应变传感器的实测峰值应变值ε₁，其中k-光纤光栅应变传感器应变一次项系数，单位nm/με，由光纤光栅传感器型号确定，λ₀-应变光栅初始波长，单位nm，由光纤光栅传感器型号确定，λ-应变光栅测量波长，单位nm，由光纤光栅传感器测量记录，ε₁-泥石流冲击下悬臂梁于传感器处的实测应变，单位με；

S5、获得理论计算得到的最大应变值其中γ_c-泥石流密度，单位kg/m³，由调查采样与测试试验确定，H₁-测点泥石流流深，单位m，H_m-泥石流最大流深，单位m，E-悬臂梁的弹性模量，单位P_a，由悬臂梁的材料确定，b-悬臂梁横截面宽度，单位m，h-悬臂梁横截面厚度，单位m，a-冲击力公式中的修正参数，单位/(m·s²)，ε-泥石流冲击下悬臂梁于测点处的理论最大应变，单位με；

S6、根据ε₁＝ε，求得多组不同密度泥石流冲击水槽实验的修正参数，再对多个修正参数进行拟合，得到a值；

S7、将a值代入冲击力公式即可获得泥石流冲击力。

2.根据权利要求1所述的泥石流冲击力测量方法，其特征在于，光纤光栅应变传感器沿着悬臂梁的轴线方向设置在距离悬臂梁底部的1-3cm处。