泥石流中，數(shù)以噸計的泥土，水和碎片被沖刷到山谷中。為了更好的理解過程中產(chǎn)生的力，瑞士聯(lián)邦研究院 WSL 采用 HBM 測量技術(shù)制作了一個特殊的秤。

稱量山體滑坡

因此，瑞士聯(lián)邦研究院 (WSL) 2000年在阿爾卑斯山設立了山體滑坡觀測站。 "地點非常合適，因為在瑞士的阿爾卑斯山每年都會有多次山體滑坡，因此我們能夠測量真實的自然過程,"  Deubelbeiss 博士說。 自2004年以來，稱重傳感器、超聲波傳感器、視頻攝像機，和雷達等各種設備都已經(jīng)安裝到位，添加到一臺泥石流秤上。 "這臺秤幫助我們更好地理解山體滑坡的物理過程，而不是僅僅從外部觀測。" 實際上，這是全球第一個秤。

 

解耦力的測量

科學家們使用混凝土橋梁結(jié)構(gòu)作為秤體基礎。 其扁平的 U 型結(jié)構(gòu)架立在 Illbach 溪床的上方。8米見方，12毫米厚，重達300公斤的鋼板作為秤體臺面。其還包括了 HEB360 部分 (2800 公斤), 作為測量部分。

 

"測量如此 巨大的動態(tài)力 實際上非常困難。山體滑坡是運動的，我們不可能讓其停下來進行測量。“ WSL 測量專家 Bruno Fritschi 解釋道。為了表示泥石流的力，秤體記錄了垂直的法向力。這些力表示了從上到下施加的壓力，并且同時測量了 水平剪切力。

 

因為在材料向前移動時，不斷的負載被產(chǎn)生。水流壓力和泥石流速度，深度也同時被測量。 "首先我們獲得了流經(jīng)這些數(shù)據(jù)點的泥石流的真實概括。同時，數(shù)據(jù)之間的相互關系對于測量技術(shù)來說是一個非常大的挑戰(zhàn)。因為這些值必須進行解耦。這也是我們?yōu)楹问褂?HBM 傳感器的原因，因為 HBM稱重傳感器不僅非常精確，并且能夠讓我們測量垂直力，而不會受到水平剪切力的影響。

 

泥石流產(chǎn)生的力通過彈性體傳遞到 稱重傳感器 (C2, 50 噸) 上。 ZEL 彈性支撐有多層鋼板和橡膠層組成，并位于傳感器的上方，這種結(jié)構(gòu)可以消除水平方向的剪切力。 另外一個方向也安裝了 U2A 稱重傳感器 ，同樣可以消除其他方向的分力。

 

承受巨大沖擊

泥石流的沖擊高達數(shù)噸, "因此測量技術(shù)不僅需要獲得高精度的測量結(jié)果, 其還需要承擔更多," Fritschi 解釋道. "泥石流中大型的石頭在高速運動中，會產(chǎn)生巨大的沖擊，傳感器必須承受巨大的負載。我們必須對其進行保護，防止對傳感器造成損害。”

 

依據(jù)測量結(jié)果，泥石流會以高達 40噸沖擊力行進，速度高達每秒6米。HBM 的傳感器系統(tǒng)的彈性支撐必須能夠吸收這些力。并且傳感器需要能在惡劣環(huán)境下工作。

 

 

 

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