土工離心機技術(shù)在山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害研究中的背景

土工離心機是地質(zhì)災(zāi)害模型實驗研究中的重要裝備，它通過高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心加速度模擬超重力環(huán)境。應(yīng)用離心機進行山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害模型實驗時，對模型縮尺比要求各不相同。總結(jié)了滑坡、降雨、泥石流模型實驗的研究現(xiàn)狀和實驗縮尺比要求，歸納了國內(nèi)外離心機技術(shù)的進展和未來發(fā)展方向。

山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害是具有強大破壞力的自然災(zāi)害，主要包括滑坡、崩塌、泥石流等。 為了了解山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的機理，探索防災(zāi)減災(zāi)措施，人們采用極限平衡法、數(shù)值模擬法、物理模型模擬法等多種方法對巖土體的穩(wěn)定性進行了大量的研究。 由于巖土體的性質(zhì)復(fù)雜，影響邊坡穩(wěn)定性的因素眾多，各種數(shù)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(fā)展等研究中有著獨特的優(yōu)勢。因此，物理模型模擬成為研究邊坡穩(wěn)定性的重要方法之一。

在地質(zhì)災(zāi)害中， 重力是引起災(zāi)害的主要動力，起主導(dǎo)作用。 當(dāng)模型尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原型尺寸時，通過增大密度來實現(xiàn)相應(yīng)應(yīng)力是不可行的，而通過離心機增大 加 速 度 可 實 現(xiàn) 相 應(yīng) 應(yīng) 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(gòu)想。 20 世紀(jì) 30 年代，離心機得以在工程中應(yīng)用，之后，得到迅速發(fā)展。 目前，利用土工離心機進行模型實驗已經(jīng)成為巖土研究的重要手段。 與現(xiàn)場實驗和數(shù)值實驗相比，模型實驗有著獨特的優(yōu)越性。 土工離心機模型實驗在模擬工程原型、 用實驗數(shù)據(jù)驗證和發(fā)展土的本構(gòu)模型和計算程序、巖土工程的應(yīng)用性基礎(chǔ)研究和新現(xiàn)象研究，教學(xué)和軍事用途等各方面都有重要應(yīng)用。