土工离心模型试验研究现状

土工离心模型试验技术
土工离心模型试验技术是一种新型的建筑技术，它能够帮助我们更好地研究地基的变形特性和抗滑性能，提高建筑工程的安全性和可靠性。

土工离心模型试验技术是指在高速旋转的平台上，通过离心力产生的模拟载荷，测试土体和岩体的抗滑性能和变形特性。

这种技术在建筑安全性方面的应用非常重要。

因为它能够有效地模拟地面的抗滑性能，可以帮助建筑工程师更好地设计地基结构，确保建筑物的安全性。

此外，这种技术可以更好地模拟地基沉降，从而更好地检测和预测地基的变形特性，以及地基和建筑物之间的相互作用，也可以为建筑提供安全性和可靠性。

土工离心模型试验技术可以将实验装置设置在模型场地上，并且可以在有限的时间和费用内完成复杂的试验，并且可以更好地实现实际场地试验的仿真。

当然，土工离心模型试验技术还可以有效地提高实验数据的准确性，从而更好地解决建筑工程的抗滑性能和变形特性的问题。

总之，土工离心模型试验技术是一种重要的建筑技术，可以有效地模拟地基抗滑性能和变形特性，从而提高建筑物的安全性和可靠性，也可以节省经济成本，提高实验数据的准确性，从而为建筑工程提供有效的保障。

后沉降也较 大 ； 粉喷桩结合砂井加 固， 能显著 提高加 固区强度 和减 小工后沉 降 ， 福厦线 深厚软 土地基 处理 是
的有效 、 理方法 。 合
关键词 ： 深厚软土 ；沉降特性 ； 离心模型试验
中 图 分 类 号 ：Ｕ ３ ． Ｔ ４５５ 文献标识码 ： Ａ
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌＳ ｕ ｙ ｏ ｎ ｒｆ ｇ ｌＭ ｏ ｅ ｆ Ｓ ｔｌｍ ｅ ｔ Ｐｒ ｐ ｒ ｙ ｐ ｒｍ ｎ ａ ｔ ｄ ｎ Ｃｅ ｔ ｉｕ ａ ｄ ｌｏ ｅ ｔｅ ｎ ｏ ｅ ｔ
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土工格室加筋边坡离心模型试验研究报告1、引言土工结构物中，土的自重产生的自重荷载对结构的性态的影响十分突出。

一般的模型试验的自重应力水平很低，毛细现象的影响突出，因此，模型试验结果不能逼真地重现原型的特性，难怪过去很多土力学家建议使用现场细致的观测和调查来解决土力学和岩土工程问题。

随着电子技术的发展，土工测试技术和测试手段的不断完善，有的学者提出，单纯地依靠有限的野外观测资料是不够的，只有通过充分数量室内试验才能对土的复杂的特性进行研究。

上述两个方面的矛盾现在可以依靠离心模型试验技术得到满意的解决。

所谓的离心模型试验即是采用较小比例的模型，通过离心机产生的离心力来模拟土结构物所受到的自重应力，使模型中的应力水平与原型相同，从而达到分析原型结构物的特性的目的。

最早提出离心模型试验思想的是法国工程师Phillip，他从弹性体系的平衡微分方程的角度推导了一些必要的相似比例关系，并提出了一系列的离心机设计原则。

1931年美国哥伦比亚大学的Bucki首先应用于矿山硐室的研究，开创了土工离心模型研究的新时代。

从此，世界各国充分认识到土工离心模拟技术的重要性，大力发展离心机，进行了各个方面的研究，如堤坝边坡的稳定性、地基基础与地下硐室、振动与冲击效应，并取得了相当大的研究成就。

二十世纪八十年代，我国开始开展了土工离心模拟技术的研究工作，并相继在南京水利科学研究院、长江水利水电科学研究院、北京水利水电科学研究院、上海铁道大学(现同济大学)和四川大学(原成都科技大学)等建设了专用的土工离心机，并进行了大量的试验研究。

本报告在综述离心模拟技术在土工合成材料加筋结构研究方面的应用基础，重点介绍利用西南交通大学的离心机所进行的土工格室加筋边坡的离心模型试验。

2、土工合成加筋边坡的离心模型试验研究回顾采用离心模型试验技术研究加筋结构由来已久，可以追溯至20世纪80年代。

至今已有许多学者在这方面进行了多项的研究工作。

表2-1给出了主要的多位学者的工作。

关 键 词 离心 模 型 试 验 中 图分 类 号 ： Ｕ １ Ｔ ４ 研究状况 应用 展 望 ， 文 献 标 识 码 ： Ａ
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浅析土工试验技术的现状与发展摘要：本文对土工试验技术的主要内容和试验类型进行了简述，以土工试验所用设备、系统和测试方法及标准为切入点，对目前土工试验技术的状况进行了分析，展望了土工试验技术的发展趋势，促进了理论研究的进一步发展。

关键词：土工试验；试验仪器；自动化系统；试验方法在地质工程中，土工试验扮演着重要的角色。

土木工程的试验内容包括力学性质（如固结、三轴压缩、渗透、收缩、承载比、冻结温度等）、物理性质（如颗粒分析、砂相对密度、界限含水率等）、化学性质（如酸碱度、离心含水当量、有机质等）等等。

为了方便对数据进行分析，必须保证试验资料准确、完整，以为工程设计提供准确科学的资料。

但是由于土工试验受外界干扰很大，具有复杂多变的性质，所以土工试验人员要针对具体情况进行合理的分析探究，保证土工试验结果的准确性。

本文针对目前土工试验存在的问题进行了解析，展望了土工试验技术的发展趋势。

1 土工试验存在的问题土工试验技术虽然在近些年得到了极大的发展和进步，但在设备标准、评价方法等方面仍然具有一定的问题，具体如下。

1.1 土工试验的标准规范在进行工程土工试验时，有很大的部分并未根据现行的规范标准执行。

目前土工试验中，还存在利用对比试验的方法进行工程数据收集的情况，比如快速固结法、塑性指数推算土粒比重等，对施工的安全埋下了隐患，不利用工程建筑业的发展。

同时一些方法无据可依，造成土工试验的数据不准确。

1.2 试验方法研究不足我国土工试验的方法是由土工工作者经过长时间的经验总结得来的，虽然这些方法为土工试验的发展带来了动力，但是有部分方法还有待探究。

土工试验在结合相关规范的前提下，需要根据实际工作对出现的问题进行总结，并针对出现的新方法进行进一步研究。

如非饱和土力学性质实验、土质试验等等。

通过对这些试验方法所得数据的总结，提高土工试验的技术水平。

1.3 土工试验的管理缺陷土工试验的技术管理和行业管理并不完善，在近些年出现了相对混乱的现象。

摘 要 ：针 对建造在软土和 刚性地基 上的加筋土挡墙 ， 分别采 用分块 面板和 整体 面板对 它们 的工作机 理进行 了
离 心模 型 试 验 研 究 ． 究 表 明 ： 正 常 工 作 状 态 时加 筋 土 挡 墙 面板 的 侧 向 位 移 相 对 较 小 ， 全 性 高 ； 建 造 在 软 研 ① 安 ② 弱 地 基 上 的 加 筋 土 挡 墙 变 形 要 大 于 建 造 在 坚 硬 土 层 上 的 加 筋 土 挡 墙 ， 用 分 块 面 板 加 筋 土 挡 墙 变 形 要 大 于 整 采 体 面板 加 筋 土 挡 墙 ； 沿 筋 带 水 平 或 垂 直 方 向 上 ， 带 应 变 均 呈 现 “ ③ 筋 中间 大 ， 端 小 ” 两 的分 布 特 点 ．
第 ２期
水
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报
ＮＯ ２ ．
２ ０年 ６月 叭
Ｈ ＹＤＲＯ ． ＳＣＩ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧ Ｉ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｊｎ ０ ０ ｕ ．２ １
加 筋 土挡 墙 离 心 模 型试 验研 究
顾 培 高长 胜 ， ，杨 守 华 ，赵 维 炳
（ ．深 圳 市 水 务 工 程 建 设 管 理 中心 ， 东 深 圳 １ 广 ５ ８４ ； ．南 京 水 利 科 学 研 究 院 ，江 苏 南京 １０ ８ ２ ２０２ ） １０ ９
Ｅ ｐ Ａ Ｅ Ａ ： — ｐ
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为：
（） １ （ ２）
Ｔ ＝ Ｔ／ ｎ
式中 ： Ｅ为加筋 材 料 的弹 性模 量 ； Ａ为加筋 材 料 的截 面 积 ； Ｔ为加 筋 材 料 单 位长 度 的抗 拉 断 裂强 度 ； ｎ为模 型 比尺 ； 标 ｍ， 下 Ｐ分 别表 示模 型 与原 型 ． 试验 中其他 材料 的相似 律 与常规 离 心机模 型 试验 基本 相 同 。 ． 。 离 心模 型试 验是 以深圳 河治 理工 程 中一 段 典型 加筋 土 挡墙 原 型 进 行模 拟 研 究 ， 由于本 试 验 目的是 比较 不 同特 性地 基对 挡墙 的影 响 ， 因此 ， 基 未按 工程 实 际进 行模 拟 ， 地 主要 考 虑 了试验 的重 复性 与对 比性 ， 型加 原 筋 土挡 墙 的断面 尺寸 见 图 １ 模 型试 验 在南 京 水 利科 学 研 究 院 土工 离 心 机 上 进 行 ， 离 心 机 的有 效 半 径 为 ． 该 ２ １ｍ， 大离 心加 速度 为 ２ ０ 试验 所使 用 的模 型箱 尺 寸 为 ６ ｍ ×２ ｌ Ｘ４ ｍ， 侧 为 透 明 有 机玻 璃 ． 最 ５ ｇ， ９ｃ ０ ＣＩ ２ ｃ 一 Ｔ 板， 以方 便 观察 土体 的变 形 ． 根据 离心 机模 型 箱 尺寸 大小 确定 模 型与 原型 几何 相 似 比 ｎ＝ ０ ４．

深水厚层软土桥基离心模型试验[摘要] 通过离心模型试验，对比无桩条件和不同桩间距条件下的桩土应力比和基础整体沉降量，研究深水厚层软土地基的沉降特性，为跨海大桥等实际工程的设计提供参考。

[关键词] 离心模型试验；复合桩基；桩土应力比中图分类号： u448.33 文献标识码：a一、引言随着我国沿海地区经济的快速发展，对跨海大桥的建设需求也不断增长。

但由于深水地基软弱覆盖层极厚，桥梁基础底面无法直接到达强度大、变形小的基岩上，这给跨海大桥的修建提出了新的难题。

因此，研究深水厚层粘土地基基础的承载力和变形机理非常重要。

本文运用离心机模型试验采集的数据，通过对无桩条件和不同桩间距条件下桥梁基础沉降和桩土应力比的对比，得出的结果对深水软土桥基设计有一定的参考价值。

（一）试验方案离心机模型试验通过离心力产生的重力场，在模型中产生和原型相当的应力水平，故可以以模型表现原型，目前离心模型试验已广泛应用于土压力测定，基础沉陷与软土固结问题[1]，离心模型试验能得到常规实验无法达到的效果。

2.1实验装置本次试验采用tlj-2-100g-t大型土工离心机。

模型尺寸为80cm*60cm*45cm。

本次试验包括3组实验，考察有桩和无桩条件下、不同桩间距条件下桥基沉降量和桩土应力比的变化。

模型选取的桩径为8mm，桩长18cm；一组无桩，一组3倍桩间距（24mm）和一组5倍桩间距（40mm）；承台为圆形，并当做刚性承台考虑进行研究。

具体方案见表1。

表1离心机模型试验详细情况图12.2模型地基每组实验考虑到取深水原型地基土比较困难，而且成本太高，均采用成都当地粘土，控制模型地基土体处于过饱和状态，采用分层填筑法，以一定的击实功分层击实，击实之前每层土厚3.5cm，击实之后厚3cm。

每层土击实之后用刀片刮成毛面。

将晒干的粘土粉细，取样测含水率后室内干燥条件下保存；根据粉细干土的含水率计算配水量，人工将土伴湿，含水量控制在28%附近，装进密闭塑料桶封存24小时以上；戴橡胶手套，用切菜器5mm孔器将上述湿土加工成细条，装入密闭塑料桶闷料24小时以上；按照每层3.5cm厚度装填，一定击实功击实后厚3cm；直至设计模型尺寸；同时在设计布置有土压力盒和孔隙水压计的坐标处埋设元件。

岩土离心模拟技术的原理和工程应用岩土离心模拟技术是一种重要的材料试验手段，广泛应用于土工、岩工、地基工程、地震工程等领域。

它通过模拟真实场地中土体的应力状态和变形特性，对土工材料、工程结构的力学性质和稳定性进行评估和研究。

本文将从原理和工程应用两个方面进行介绍。

一、离心模拟的原理离心模拟实验是将土体放在离心机设备中，借助离心机的高速旋转产生的离心力，使土体获得高达1000倍于重力的加速度，从而模拟真实场地的应力状态，获得各种状态的土体力学性质和变形特性。

离心模拟实验具有以下几个特点：1. 加速度较大：离心机可产生高达1000倍于重力的加速度，对土体施加强烈的加速载荷，能够模拟真实场地较为复杂的地震、风等载荷。

2. 实验精度高：离心实验是一种非常精密的试验方法，可以测量微小的力和变形，实验数据精度高、可靠性好。

3. 处理土体样品多样化：通过控制离心机旋转速度和加速度，可以模拟不同土层深度和不同地质环境下的土体状态，从而得到更真实、可靠的试验结果。

二、离心模拟的工程应用离心模拟技术已经广泛应用于土力学、岩石力学、地基工程、地震工程等领域，其主要应用方向包括：1. 工程结构的稳定性分析：运用离心模拟试验技术，对各种道路桥梁、隧道、堤防、地基及地铁车站等工程结构的稳定性进行评估和研究，建立地下结构的安全边界条件。

2. 地基和岩土工程的研究：离心模拟实验成为评估工程地基和岩土工程的力学性质和变形特性的标准方法。

通过利用离心模拟试验得到的数据，可以确定地基工程中土体失稳破坏的机制，进一步发展土体力学理论。

3. 地震工程的研究：离心模拟试验为研究地震过程中土体的动力响应、变形破坏机制、动力稳定性等问题提供了一种有效手段。

离心模拟试验能够模拟遇有多重地震场地，研究相关的动力特性和应力应变响应。

4. 其它领域的应用：离心模拟技术的应用同样在液固相变、废物处理、地下能源和水利工程等领域得到逐步推广。

总之，离心模拟技术是一种非常重要的材料试验手段，其在各个领域的应用推广将有着更加广泛的意义。

总第３２３期交　通　科　技ＳｅｒｉａｌＮｏ．３２３　２０２４第２期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．２Ａｐｒ．２０２４ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１ ７５７０．２０２４．０２．００８收稿日期：２０２３ １１ ２７第一作者：苏文煊（１９７７－），男，工程师。

通信作者：程 （１９９７－），男，博士生。

开挖降雨作用下边坡抗滑桩主动加固离心模型试验研究苏文煊１　陈焕美２　程 ３（１．中坚隧道工程（广东）有限公司　广州　５１００００；　２．云南交发咨询有限公司　昆明　６５００００；３．中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室　武汉　４３００７１）摘　要　为研究挖方边坡在抗滑桩主动加固条件下的稳定性和变形演化规律，以及抗滑桩主动加固的有效性，依托某高速公路边坡开展抗滑桩主动加固条件下的挖方边坡离心模型试验。

同时为探讨特殊降雨条件下雨水入渗对孔压变化、坡体变形及支护结构的影响，结合雾化喷头和孔压传感器进行了降雨模拟。

结果表明，边坡抗滑桩主动加固有效限制了开挖边坡的水平位移，在离心机加载至８０犵时仍保持较小变形，边坡稳定性显著增加。

降雨后边坡不同部位的孔隙水压力响应敏感性不同，坡体中部的孔隙水压力响应最快，坡顶和坡脚的孔隙水压力响应有一定滞后；坡表竖向位移和坡脚水平位移均出现不同程度上升，抗滑桩应变增大，说明降雨对坡体稳定性产生了不利影响，但抗滑桩的存在削弱了这种不利影响。

试验结果证实了抗滑桩主动加固能够有效利用坡体自身的抗滑能力，避免了开挖变形造成的岩体强度下降，极大程度地保证坡体的稳定。

关键词　挖方边坡　降雨入渗　主动加固　稳定性　离心模型试验中图分类号　Ｕ４１６．１ 开挖扰动和降雨影响是造成边坡失稳破坏的两大外部因素［１ ２］，在外因扰动下如何充分利用支护结构特性，选择正确加固时机、高效地加固边坡一直是边坡工程研究的重点和难点［３］。

抗滑桩是工程中常用且有效的加固手段［４］，众多学者通过理论分析［５］、数值模拟［６］等手段对其加固机理和有效性进行了大量研究。

在岩土工程的理论分析和设计计算中 , 原型土工
建筑物尺寸 B 相对土粒直径 D 很大 , 一般不考虑 土 粒直径的作用和影响 。但模型试验 , 一般直接用原型 土料并保持与原型土相同的状态 。这样在模型试验中 由于结构物按模型比缩小而使得与土体颗粒接触的结 构物模型尺寸减小 , 土体的不均匀和随机性可能会明 显地显露出来 , 模型试验结果可能受粒径效应的影 响 。Fuglsang 和 Ovesen[1] 的研究表明 , 对于直径为 1 m 的基础底板 , 当填料平均粒径 < 28 mm 时 , 即底板 尺寸与土粒平均粒径比值 > 35 时 , 颗粒大小的粒径 尺寸效应可以忽略 , 但当该比值 < 15 时 , 则有明显 的尺寸效应 。对于条形基础及矩形基础 , 这一界限值 分别在 25～75 及 25～50 之间 。Craig[2] 也认为 , 为了 消除尺寸效应 , 对于浅基础和桩基础模型试验中的基 础尺寸与最大粒径之比应 > 40 。 31 3 边界效应问题
度为ω, 转动半径 R 处质点 m 将受到离心力与重力的
联合作用 。设其合力为 F , 则 F = ma
(7)
其中 a 为合加速度 , 其值为 a = (ω2 R) 2 + g2
(8) 式中的ω2 R 为离心机旋转至水平方向时的离心加 速度 。记合加速度 a 与水平面的夹角为α, 则有
t
a
nα
=
g ω2 R
·8 ·
全国中文核心期刊 路基工程 2007 年第 3 期 (总第 132 期)
地形对路堤沉降影响的有限元分析
杨旭毅 支喜兰
(长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室 陕西西安 710064)
摘 要 利用 Ansys 有限元程序建立路堤及地基模型 , 在填土高度 、地基土质和填土容重等参数 相同的前提下 , 分别计算出路堤处于三种不同地形时的地表沉降值 。计算结果及分析表明 : 对于路 堤 , 尤其是高路堤 , 地形因素对沉降量的影响不容忽视 。

３ 离 心模 型 技 术 在传 统 工 程领 域 的应 用
土 工 离 心模 型 试 验 在 岩 土 工 程 领 域 的应 用 相 当广 泛 ． 传
在岩土工程领域 ， 常用来 对实际工程状 况进行考察 的手 段主要是原型 现梗 、 Ｉ模型试验和数值方法。原型观梗 是 研究 Ｉ 结构物性状 的最直 接 、 结果最 有说服 力 的方 法 ， 是原 型试 但 验步骤 繁杂 、 资巨大 ， 耗 仅应 用于较步 的工程实 践中。常规
反 应 和 裂 缝 轨 迹 的 观 察 ． 了解 原 墅 的性 状 提 供 了 有 力 的 帮 为 助 。在 我 国 ， 文献 ＿ 进 行 了瀑 布 沟 坝 基 骑 渗墙 的 离 心 摸 型 试 ３
２ 发展 历 程 ：
早 在 １６ ８９年 ，Ｉｌ ｓ 提 出 了 土 工 离 ， 拟 试 验 技 术 Ｐｉｉ 就 ｔｐ ｌ ｔ模 Ｌ 的基 本 思 想 。本 世 纪 ３ Ｏ年 代 ， 国 和 前 苏 联 重 新 提 出 这 一 美
为了研究水坝的开裂 变形对 坝体 的安全 构成 的巨大威
胁 ． 国科 罗拉 多 大 学 … 进行 了 现 浇 混 凝 土重 力 式 水 坝 的离 美 心 模 型 试 验 ， 将 试 验 结 果 与用 基 于 断 裂 力 学 的 有 限 元 方 法 并
数值预最 进行 了对比 ， Ｉ 用来验证谈数值方 法的有 效性和台理
振 动 台试 验 比 较 多 的在 结 构 试 验 中 应用 ． 是 由 于 它不 能 满 但 足 模 型 与原 型 应力 水平 相 同 的 相似 性 条 件 ， 岩 土工 程 研 究 在
统 上主要涉及土石坝 、 地下支挡结 构 、 土地 基 、 软 土工 合成材
料 加筋 挡 墙 、 石 边 坡 稳 定 等 诸 多 方 面 的 研 究 在 这 些 方 岩 面， 离心 模 型 的应 用 日益 广 泛 和 深 入 ， 技 术 水 平 也 越 来 越 其 高。

土工离心模型试验技术研究大型岩土离心机试验模拟高填方边坡沉降、变形和破坏过程一直是实验中的难点。

本文通过的模型采用原型材料制作，考虑了原型中的抗滑桩结构措施并在模型中安装了测试原件，观测模型在离心加速度作用下的应力和变形特征。

此次模型试验反应了机场高填方边坡在降雨情况下变形破坏的演化过程，深化了机场滑坡的破坏机理。

标签：离心机试验高填方边坡破坏机理1引言在许多工程学科中，常常用小比例尺物理模型重现某一事件来推断原型中可能存在和发生的现象，揭示和分析现象的本质和机理。

如：结构工程中的液压机、航天工程中的风洞、水利工程中的波浪水槽以及岩土工程中的三轴压力室等。

以上各种试验都是通过模型测试得出结果，然后反推原型的状态。

原型和模型的相似性通过相似律来关联。

在岩土工程中，土工结构主要荷载是土的自重，岩土自重引起的应力通常占支配地位，而土的力学行为与应力水平和应力历史有关[1]。

常规小比尺模型由于其自重产生的应力远低于原型，以及原型材料明显的非线性，因而不能再现原型的特性。

解决这一问题的唯一途径是提高模型的自重，使之与原型等效。

为提高模型的自重应力水平，增大材料自重的最简便的方法就是使用离心机。

由于惯性力与重力绝对等效，且高加速度不会改变工程材料的性质，因而模型与原型的应力应变相等、变形相似、破坏机理相同，能再现原型特性[2-4]。

土工离心模型试验的基本原理是：将土工模型置于高速旋转的离心机中，让模型承受大于重力加速度的离心加速度作用，来补偿因模型尺寸缩小而导致土工构筑物自重的损失，重现现场的应力水平，从而可以较好地预测岩土工程的工作状况[5]。

2模型设计2.1模型尺寸于填料试验采用大模型箱，模型箱尺寸为1.2m（长）×1.0m（宽）×1.2m（高），选定本试验的模型比尺。

在本次试验中，我们采用从机场滑坡取回的重塑土作为填料，从现场取回的原型土样经破碎后过筛，再根据勘查资料配置模型试验所需的填料。

土工格室加筋边坡离心模型试验研究报告1、引言土工结构物中，土的自重产生的自重荷载对结构的性态的影响十分突出。

一般的模型试验的自重应力水平很低，毛细现象的影响突出，因此，模型试验结果不能逼真地重现原型的特性，难怪过去很多土力学家建议使用现场细致的观测和调查来解决土力学和岩土工程问题。

随着电子技术的发展，土工测试技术和测试手段的不断完善，有的学者提出，单纯地依靠有限的野外观测资料是不够的，只有通过充分数量室内试验才能对土的复杂的特性进行研究。

上述两个方面的矛盾现在可以依靠离心模型试验技术得到满意的解决。

所谓的离心模型试验即是采用较小比例的模型，通过离心机产生的离心力来模拟土结构物所受到的自重应力，使模型中的应力水平与原型相同，从而达到分析原型结构物的特性的目的。

最早提出离心模型试验思想的是法国工程师Phillip，他从弹性体系的平衡微分方程的角度推导了一些必要的相似比例关系，并提出了一系列的离心机设计原则。

1931年美国哥伦比亚大学的Bucki首先应用于矿山硐室的研究，开创了土工离心模型研究的新时代。

从此，世界各国充分认识到土工离心模拟技术的重要性，大力发展离心机，进行了各个方面的研究，如堤坝边坡的稳定性、地基基础与地下硐室、振动与冲击效应，并取得了相当大的研究成就。

二十世纪八十年代，我国开始开展了土工离心模拟技术的研究工作，并相继在南京水利科学研究院、长江水利水电科学研究院、北京水利水电科学研究院、上海铁道大学(现同济大学)和四川大学(原成都科技大学)等建设了专用的土工离心机，并进行了大量的试验研究。

本报告在综述离心模拟技术在土工合成材料加筋结构研究方面的应用基础，重点介绍利用西南交通大学的离心机所进行的土工格室加筋边坡的离心模型试验。

2、土工合成加筋边坡的离心模型试验研究回顾采用离心模型试验技术研究加筋结构由来已久，可以追溯至20世纪80年代。

至今已有许多学者在这方面进行了多项的研究工作。

表2-1给出了主要的多位学者的工作。

收稿日期：2012－01－16作者简介：郝伟（1977－）男，陕西杨凌人。

讲师，硕士，主要从事道路工程、地基加固处理等方面的教学与科研。

E-mail ：haowei@ 。

土工格栅加筋填挖交界路基离心模型试验研究郝伟1，2，王选仓2（1.西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨凌712100； 2.长安大学公路学院，西安710064）摘要：通过土工离心模型试验，对填挖交界路基处不同的土工格栅加筋方案对于不均匀沉降的处治效果进行研究。

通过测量填挖交界路基表面测点的沉降量和位移变化，分析土工格栅铺设的层数对填挖交界路基不均匀沉降和路基整体稳定性的改善作用，因此根据对比试验获得最佳的处治方案。

试验研究结果表明：铺设两层土工格栅对填挖交界路基不均匀沉降的效果要优于只铺设一层的，而铺设一层土工格栅对填挖交界路基不均匀沉降的效果要好于不铺设土工格栅的。

关键词：离心模型试验；填挖交界路基；土工格栅中图分类号：TU411.93文献标志码：A文章编号：1003－8825（2012）06－0118－040引言由于填挖交界路基在路基断面上填挖方材料性质上有较大的差异，易在路基断面上引起包括工后不均匀沉降和在重复荷载作用下的永久变形等差异变形［1］，而差异变形会对路基及路面结构产生一定的附加应力，这会大大缩短路面的使用寿命。

通过在填挖交界路基段铺设土工格栅［2，3］，依靠其加筋作用，达到稳定土体、减少不均匀沉降的目的。

但是在填挖交界路基中铺设土工格栅对于减少其不均匀沉降有何效果，以及土工格栅铺设的方法，目前还没有相关系统的研究。

土工离心模型试验的原理是把制作的土工模型放入离心机中，利用离心机高速旋转所产生的离心力，使模型承受较大的离心加速度，这就补偿了土工模型缩尺所产生本身自重的损失。

这相比在重力加速度条件下的物理模拟而言，和实际更为接近［4］。

在以往的试验中，以挡土墙和软基为研究对象的居多，但是很少有直接针对填挖交界路基不均匀沉降来进行研究的［5］。

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土质边坡离心机模型试验综述摘要：土工离心模拟实验技术已愈来愈受到岩土工程界的关注，它是研究小比例尺模型由于在离心试验机所形成的超加速度场中能达到与原型相同的应力水平，而得到与原型相同的应力状态、位移变化,相似的塑性区发展和变形破坏过程,以获取全比例尺模型的变形破坏机理的模拟试验技术。

本文主要介绍了土工离心机的的发展概况和其在土质边坡中应用和其误差分析及存在问题。

关键词：土质边坡离心机模型试验一、土工离心机概述1.土工离心机国内外发展历程土工离心模型试验技术是国内外广为关注和竞相采用的一项物理模拟技术，但其发展历程却相当坎坷和漫长。

早在1869年，英籍法国人Phillis[1]首先提出了离心模拟概念，以弹性介质平衡方程推导了模型与原型之间的相似关系，并提议利用该项模型试验技术对横跨英吉利海峡的钢桥该工程的可行性进行研究，但由此引起了强烈的争论，被认为不可行。

一直到60年代后，离心模型试验技术分别有美国和前苏联学者重新提出。

1931年，美国哥伦比大学Bucky[2]以小比例模型在很小的离心机上研究了煤矿坑道顶的稳定问题，并与1940年将离心模型试验引入光测弹性力学实验。

1932年，苏联ПokpoBckИЙ在莫斯科水利设计院土力学实验室内首先用离心机研究土工建筑物的稳定问题，并对这项实验技术进一步给予研究开发，取得很大进展。

截至20世纪70年代，前苏联在不同研究或设计机构中建置土工离心模型20余台，对离心模拟相似理论，设备设计技术和试验方法等都做出了卓有成效的工作。

20世纪60年代后期，英国，美国和日本等国才开始建置土工离心试验模型。

虽然较前苏联晚了近30年，但发展较快。

进入20世纪80年代，土工离心模型试验又有了进一步发展，法国，丹麦，德意志联邦共和国，意大利和荷兰也相继建立土工离心模型试验室。

这时，在世界范围内，土工离心机的载荷容量和数量大为增加，土工离心模拟技术也有了长足的进步，几乎应用到岩土工程的所有领域。

大型土工离心模型试验原理与技术及其应用毕业论文目录摘要 (3)Abstract (4)第一章绪论（文献综述） (5)§1.1土工离心机模型试验发展 (5)1.1.1发展背景 (5)1.1.2发展历程 (5)§1.2离心模型试验原理 (6)1.2.1基本原理 (6)1.2.2离心机转速n与模型率N的关系 (7)1.2.3原型和模型的比例关系 (7)§1.3本论文研究的任务 (7)第二章土工离心机的构造 (8)§2.1概述 (8)2.1.1绪论 (8)2.1.2离心机的放置 (8)§2.2臂式离心机构造 (9)2.2.1臂式离心机的构成 (9)2.2.2转臂和配重箱 (9)2.2.3吊篮 (10)2.2.4模型箱 (11)§2.3鼓式离心机构造 (12)§2.4小结 (13)第三章离心模型试验精度的影响因素研究 (14)§3. 1概述 (14)§3.2边界效应 (15)3.2.1边界效应产生原因 (15)3.2.2边界效应解决方法 (16)§3.3粒径效应 (16)3.3.1粒径效应产生原因 (16)3.3.2粒径效应解决方法 (17)§3.6小结 (17)第四章离心模型试验在工程上的应用 (18)§4.1概述 (18)§4.2土石坝横向裂缝离心模型试验 (19)4.2.1试验概述 (19)4.2.2试验流程 (19)4.2.3试验总结 (21)§4.3爆炸离心模拟试验 (21)4.3.1试验概述 (22)4.3.2试验流程 (22)4.3.3试验总结 (24)§4.4模拟月壤的土工离心模型试验研究 (25)4.4.1试验概述 (25)4.4.2试验准备与步骤 (26)4.4.3试验总结 (29)§4.5地铁车站地震模拟试验 (30)4.5.1试验概述 (31)4.5.2试验流程 (31)4.5.3试验总结 (33)§4.6鼓式土工离心模型试验研究 (34)4.6.1试验概述 (34)4.6.2试验布置与步骤 (35)4.6.3试验总结 (36)§4.7小结 (36)第五章离心模型实验的总结与展望 (37)§5.1总结 (37)§5.2发展 (38)§5.3制约 (40)参考文献 (41)致谢 (44)摘要随着现代城市化的发展，地面可供开发的面积逐年减少，于是人们就开始意识到地下空间的开发与利用。