土工離心機技術在山區地質災害研究中的背景

土工離心機是地質災害模型實驗研究中的重要裝備，它通過高速旋轉產生離心加速度模擬超重力環境。應用離心機進行山區地質災害模型實驗時，對模型縮尺比要求各不相同。總結了滑坡、降雨、泥石流模型實驗的研究現狀和實驗縮尺比要求，歸納了國內外離心機技術的進展和未來發展方向。

山區地質災害是具有強大破壞力的自然災害，主要包括滑坡、崩塌、泥石流等。 為了了解山區地質災害的機理，探索防災減災措施，人們采用極限平衡法、數值模擬法、物理模型模擬法等多種方法對巖土體的穩定性進行了大量的研究。 由于巖土體的性質復雜，影響邊坡穩定性的因素眾多，各種數值模擬都有其局限性。物理模型實驗在滑坡成因、滑動后滑坡體的發展等研究中有著獨特的優勢。因此，物理模型模擬成為研究邊坡穩定性的重要方法之一。

在地質災害中， 重力是引起災害的主要動力，起主導作用。 當模型尺寸遠遠小于原型尺寸時，通過增大密度來實現相應應力是不可行的，而通過離心機增大 加 速 度 可 實 現 相 應 應 力 。 法 國 工 程 師 EdouardPhillips 于 1869 年最先提出了土工離心模型實驗的構想。 20 世紀 30 年代，離心機得以在工程中應用，之后，得到迅速發展。 目前，利用土工離心機進行模型實驗已經成為巖土研究的重要手段。 與現場實驗和數值實驗相比，模型實驗有著獨特的優越性。 土工離心機模型實驗在模擬工程原型、 用實驗數據驗證和發展土的本構模型和計算程序、巖土工程的應用性基礎研究和新現象研究，教學和軍事用途等各方面都有重要應用。