夏曼玉，张少杰，杨红娟，杨超平

(1. 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室,四川 成都 610041; 2. 中国科学院大学, 北京 100049)

0 引 言

泥石流冲击力是泥石流防治工程设计中最重要的参数之一[1]。泥石流冲击力主要分为浆体动压力和石块撞击力。其中，浆体动压力(P)分为流体静力学模型(P=αρcgh)[2]和流体动力学模型(P=kρcu2)[3]，参数α和k需要借助冲击力测量数据拟合确定。目前对泥石流冲击力的测量方法主要有野外测量和室内水槽实验。水槽实验易控易测，且精度高，故而成为泥石流浆体动压力研究的主要手段。例如，Scheidl等采用水槽实验分析了泥石流的冲击模型，证明了流体动力学模型比流体静力学模型更合理[4]；Yang等通过开展水槽实验提出了基于冲击力测量的泥石流内部流速分析方法[5]；Tang等结合材料变形特性和流体动力学参数，修正了泥石流冲击力计算模型，并利用水槽实验的实测数据对修正模型进行了校验[6]。

水槽实验一般采用压电式压力传感器测量泥石流冲击力[4-7]。压力传感器按照一定的排列方式和间距布设在钢梁的迎水面，再将钢梁以垂直于床面的方式布置在水槽末端[5]。当泥石流与压力传感器接触后，便可探测和采集泥石流的冲击力。这种传统测量模式下的电信号易受电线阻抗效应的影响，且未考虑测量系统的变形对测量结果的影响[6]。光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating，FBG)克服了传统泥石流监测传感器的缺点，具有抗腐蚀、耐高温、灵敏度高、抗电磁干扰、安装方便等优点，可以在地质条件复杂、天气剧烈变化等恶劣环境下长期稳定工作。……