泥石流冲击力测量方法与流程

技术特征：

1.泥石流冲击力测量方法，利用接触式光纤光栅泥石流监测装置实现，其特征在于：依如下步骤实施：

步骤S1、设计确定泥石流监测装置测量臂(1)基本参数

确定应变光纤光栅传感器(31)间距Lmp，所述Lmp是钢筋(11)上应变光纤光栅传感器(31)相互间距；

步骤S2、室内测定泥石流监测装置测量臂(1)冲击应变特性

步骤S21、确定最大冲击力臂Lmax

在测量臂(1)上末位应变光纤光栅传感器(311)远测量臂(1)基部侧确定一点A作为最大冲击力条件下冲击点，自测量臂(1)基部起至A点的距离为最大冲击力臂Lmax，所述末位应变光纤光栅传感器(311)是自测量臂基部起沿测量臂(1)轴向排列的最远端应变光纤光栅传感器(31)；

步骤S22、最大冲击力臂条件下的应变测定

向测量臂(1)最大冲击力臂Lmax施加冲击力Fi，上位中心(2)记录冲击力Fi大小及对应的首位应变光纤光栅传感器(312)中心波长偏移量λB，所述首位应变光纤光栅传感器(312)是自测量臂基部起沿测量臂(1)轴向排列的第一位应变光纤光栅传感器(31)；将λB代入式1得到冲击力Fi下首位应变光纤光栅传感器(312)的应变ε：

λB＝kεε+kTT 式1

式中，kε—应变光纤光栅传感器应变灵敏系数，单位nm/με，由光纤光栅传感器型号确定

kT—应变光纤光栅传感器温度灵敏系数，单位nm/℃，由光纤光栅传感器型号确定，

ε—冲击力Fi下首位应变光纤光栅传感器监测到的钢筋应变，单位με，由上位中心(2)记录，

T—环境温度变化，单位℃，由上位中心(2)记录，

λB—应变光纤光栅的中心波长偏移量，单位nm；

步骤S23、测量臂(1)最大冲击力臂条件下应变特征与冲击力的拟合

根据步骤S22中数据建立测量臂(1)应变特征与冲击力Fi之间的拟合方程式2

F＝f(ε) 式2

式中，ε—由步骤S22计算确定，

F—外部冲击力，单位kN；

步骤S3、任意泥石流冲击力Fx测定

步骤S31、监测记录任意冲击力FX条件下各应变光纤光栅传感器(31)中心波长偏移量λB

上位中心(2)监测记录冲击力FX状态下测量臂(1)各应变光纤光栅传感器(31)中心波长偏移量特征；

步骤S32、确定任意冲击力FX的冲击力臂Lim

比较各应变光纤光栅传感器(31)中心波长偏移特征，将波长峰值出现明显跌坎且距离测量臂(1)基部最远的应变光纤光栅传感器(31)外侧的Lmp区域确定为冲击力FX施加区域，自测量臂(1)基部起至冲击力FX施加区域即为任意冲击力FX冲击力臂Lim；

步骤S33、确定任意冲击力FX的最大应变量εX

比较冲击力臂Lim内所有应变光纤光栅传感器(31)的应变量，取最大峰值动应变为εX；

步骤S34、测算任意冲击力FX、最大冲击力臂Lmax条件下首位应变光纤光栅传感器应变量εeq

根据式3计算任意冲击力FX、最大冲击力臂Lmax条件下首位应变光纤光栅传感器应变量εeq

式中，εX—任意冲击力FX的最大应变量εX，单位με，由步骤S33确定，

Lmax—由步骤S21确定，

Lim—由步骤S32确定；

步骤S35、测算任意泥石流冲击力FX

将εeq代入式2计算确定任意泥石流冲击力FX。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述Lmp不小于应变光纤光栅传感器(31)长度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述Lmp不小于应变光纤光栅传感器(31)长度的20倍。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述Lmax不小于应变光纤光栅传感器(31)长度的90倍。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：测量臂(1)混凝土强度等级为C30，安装光纤光栅传感器(3)的钢筋(11)采用HRB400钢筋。