一种泥石流流速测量方法

摘要

本发明公开了一种泥石流流速测量系统和测量方法及其应用。针对现有技术无法有效测量泥石流内部流速的问题，本发明提供的测量系统包括依次连接的测量装置、数据采集装置和数据处理装置，其测量装置包括至少一个冲击力传感器和至少一个静水压力传感器，冲击力传感器的受力面与泥石流流向垂直；静水压力传感器的受力面与泥石流流向平行；位于同一水平高度的一个冲击力传感器和一个静水压力传感器分别测量该水平高度的泥石流浆体原始冲击力和静水压力。本发明提供的测量方法依据测量系统获取的数据计算得到泥石流内部流速。本发明的测量系统结构简单，测量方法原理可靠、易于操作、测量结果准确性高，可以用于泥石流野外原型和室内实验的流速测量中。

主权项

1.一种泥石流流速测量方法，包括数据信号测量过程、数据信号采集传输过程、数据信号分析过程，其特征在于：经由如下步骤进行：步骤S1、测量泥石流的冲击力和静水压力泥石流发生时，冲击力传感器(11)的受力面与泥石流流向垂直，测量泥石流的原始冲击力，静水压力传感器(12)的受力面与泥石流流向平行，测量泥石流的静水压力P₀，位于同一水平高度的一个冲击力传感器(11)与一个静水压力传感器(12)构成一个传感器组；步骤S2、数据信号采集传输数据信号采集装置(2)同时采集各个传感器产生的压力信号，并实时传输给数据信号处理装置(3)；步骤S3、数据信号分析与计算数据信号处理装置(3)通过计算程序将接收到的数据信号采集装置(2)传输的数据信号进行自动分析计算，并结合现场调查测得的泥石流密度数据，计算得出泥石流的流速，具体过程为：步骤S31、分离泥石流浆体的冲压力P₁利用计算程序将从数据信号采集装置(2)传输到的泥石流原始冲击力信号做降噪处理，分离得到泥石流浆体冲压力P₁；步骤S32、计算泥石流浆体的动压强p步骤S321、将每一传感器组数据信号中经步骤S31中分离得到的浆体冲压力P₁值与步骤S1采集到的泥石流静水压力P₀值分别除以传感器的受力面面积，分别得到每一传感器组泥石流的冲压强p₁与静水压强p₀， 步骤S322、通过冲压强p₁和静水压强p₀依公式1计算得到泥石流浆体的动压强p，                 p(i)＝p₁(i)-p₀(i)    公式1式中，p-泥石流浆体的动压强(Pa)，p₁-泥石流浆体的冲压强(Pa)，由步骤S321计算得出；p₀-泥石流浆体的静水压强(Pa)，由步骤S321计算得出；i为不同位置的传感器序号；步骤S33、计算泥石流的流速通过泥石流浆体的动压强p和泥石流浆体密度ρ计算泥石流的流速u，计算公式如下：公式2式中，u-泥石流的流速(m/s)；p-泥石流浆体的动压强(Pa)，由步骤S32计算得出；ρ-泥石流浆体的密度(kg/m³)，由现场调查实测确定；A-计算系数，取值i为不同位置的传感器序号。