离心机技术是用离心机将实验模型快速旋转起 来,使之产生很大的离心加速度,从而模拟极高重力场环境的一种技术。通过增大离心机的离心加速度, 可以在室内模拟很多大型滑坡, 例如 400 g 加速度 离心机, 可以模拟原型长、 宽、 高分别为 2 530 m、 325 m、120 m 的大型边坡[3] 。 土工离心机实验系统主要由主机、电气控制、测 试系统及辅助系统组成。根据其结构形式,可以分为 臂式离心机与鼓式离心机两类 。
臂式离心机
臂式离心机的试样(为长方体)模型放置在旋转 吊臂一端的吊篮中,固称为臂式离心机。它的主机主要 由转臂、吊篮、模型箱、电机、主轴、传动支撑、平衡配 重、减速箱等组成,具体结构如图 1 所示。实验时,放在 吊篮中的模型箱(如图 2 所示)随着转臂旋转,产生离 心加速度,从而模拟高重力加速度环境。离心机产生的 加速度与半径 R 和角速度 ω 成正比。 实验时,需要监 控各项参数,监测设备如图 3 所示。
我国也制造了大量土工离心机, 在实验装备技 术上已经位于世界前列。 我国部分科研单位使用的 土工离心机的具体参数如表 1 所示 。