垃圾围城现象在中国十分明显，其潜在的危害是在极端气候和环境条件下，由于强降雨和渗滤液回灌引起有效应力降低，从而导致填埋体发生滑坡，甚至演化为流滑现象。本文根据中国城市垃圾土的特点，配置了垃圾土试样并制作模型，采用大型土工离心机针对不同龄期的垃圾土边坡在多种工况组合条件下进行了模型试验。为了使模型边坡在高加速度场下达到破坏，开发了变角度模型箱。在离心机转动过程中，通过调整模型箱的角度来增加边坡的坡度，直至垃圾土边坡模型达到破坏。试验过程中同时监测模型变形，通过数据分析，发现了垃圾土边坡变形及失稳的一般性规律。本文同时给出一种离心模拟试验中模型边坡安全储备的估算方法。

本文实施了金属和玻璃纤维锚头的极限抗拔承载力的模型试验。结果表明，金属螺母长度达到10cm时，玻璃纤维增强聚合物锚杆锚头达到其极限抗拔承载力。该锚杆破坏形式为扒皮破坏，表层平均脱落厚度在2.4~2.7mm之间。起抵抗剪切破坏作用的主要是基体树脂及其附近的少数玻璃纤维。螺母长度为8cm的玻璃纤维增强聚合物锚头极限抗拔承载力，大约等同于金属螺母长度范围为6~7cm的锚头抗拔承载力，产生的位移值约是后者的2倍。

本文针对"V"形沟谷中的黄土高填方沉降问题，进行了两种沟谷类型的离心模型试验，研究不同边界（柔性和刚性）效应下的施工期和工后沉降。同时，进行了离心状态下的增湿模拟试验，就不同边界条件下填筑体增湿沉降规律进行了初步探讨。试验结果表明，黄土高填方土体的沉降和变形与边界条件密切相关，填筑体自身沉降在"柔性"和"刚性"两种沟谷地基模型中存在明显差异。由于两种沟谷地基的约束能力不同，使得地基模量的变化对于"V"形沟谷中填筑体各阶段沉降（施工期沉降、工后沉降、湿化沉降）存在显著影响。

研制了封闭式循环供水土石坝溃坝模型试验装置，并应用该装置开展了室内模型试验，对加筋无黏性均质土坝的溃坝过程进行了系统研究，探讨了坝体加筋对溃坝流量过程线的影响规律。研究结果表明：在水泵出水口设置消能弯管和挡水隔板可保证模型上游供水的稳定性，在试验装置侧面设置连接上下游的U型测流弯管，把明渠流转化为满管管流，在U型弯管下侧平直段安装电磁式流量计量测溃口流量，可有效提高流量过程线的测量精度；加筋无黏性均质土坝的漫顶溃坝过程可分为坝体下游未加筋区域、加筋嵌固区和上游未加筋区域破坏3个阶段；随着加筋体埋深的增加，峰值流量呈现先增大、后减小，再增大的变化规律，在坝高的35%~50%范围内埋设加筋体，能够降低溃坝峰值流量；减小加筋体竖向间距能有效延滞溃坝峰现时间。

深厚覆盖层上高土石坝抗震问题一直是土石坝抗震研究领域的热点之一，而地震动在覆盖层中传播规律研究是其重要组成部分，为揭示地震在覆盖层中的传播机理，本文开展了离心机振动台试验，分别研究了输入加速度峰值、土层特性对于地震动在其中传播规律的影响。研究发现，地震动经覆盖层传播后，低频成分被放大，高频被抑制，且随着输入地震动峰值增加，地震动加速度峰值放大倍数逐渐减小，而对于相同的地震动输入，加速度峰值放大倍数随着土体剪切刚度的增加而逐渐变大。

土体的渗透系数是评价土体渗透固结性能的重要指标。在心墙坝中，准确测定心墙料的渗透系数对评价心墙的固结变形和拱效应具有非常重要的意义。测量渗透系数的方法包括渗透试验和固结试验。由于试样边壁和内部缺陷的影响，这两种方法的测量结果均可能与实际土体的渗透系数存在一定偏差。本文通过对概念模型的理论分析和推导计算，研究了试样边壁和内部缺陷对渗透试验和固结试验测量渗透系数结果的影响。分析结果表明，试样边壁和内部缺陷均对渗透试验的结果有显著影响，而对固结试验的结果则影响较小。在选择渗透系数的测量方法时，应根据具体情况。在分析心墙坝的渗漏量时，宜通过渗透试验测定心墙料渗透系数，但需要对试样边壁进行处理，尽可能消除边壁效应的影响；在分析心墙的应力变形时，则宜通过固结试验测定心墙料的固结系数或渗透系数，以免高估了心墙的固结性能。

针对某市输水隧洞下穿既有地铁隧道沿线，采用离心模型试验技术研究了新建隧洞以不同间距下穿既有隧道，对既有隧道产生的影响以及上覆土层的沉降变形。通过分阶段排出固定体积的溶液模拟盾构掘进过程中的地层损失，辅以激光位移计以及应变片对既有隧道和地表变形进行监测。试验结果表明：隧道深埋时，新建隧洞与既有隧道净距为一倍隧道直径时，既有隧洞不均匀沉降愈显著；净距两倍以上隧洞直径时既有隧道不均匀沉降趋势渐弱；深埋隧洞开挖对地表沉降影响较小。离心模型试验成果为隧道模型试验以及类似隧洞开挖施工提供参考依据。

地震荷载下的孔隙水压力量测准确性与可靠性对判别场地液化和构建单元本构模型极为关键，是带有高频、瞬时特点的动力离心模型试验中一个值得学者们关注和重视的问题。与传统Druck孔隙水压计对比，介绍了两种可替代的新型传感器基本参数和结构组成，通过物理试验和数值模拟分析了三种传感器的响应性能和影响因素。静态水压试验和动力离心模型试验表明，三种传感器在静态响应上结果相对一致，而动态响应上具有显著滞后和幅值差别。数值模拟实验分析了主要元件对传感器频响特性的影响，其中透水石尺寸与频响能力关系密切。主要研究结论和方法，证明建立孔隙水压量测可靠性评价方法和开展动态频响改进设计研究十分必要。

加固体的劣化可分为加固体在非腐蚀场地形成后由于场地受到污染而发生的劣化问题和在腐蚀场地形成的加固体的劣化问题。针对后者，采用现场取土、室内制备加固体试样、现场埋设的方法，模拟在腐蚀场地形成加固体的过程，埋设在现场的加固体在腐蚀介质及水动力、温度和潮汐等外界因素共同作用下将发生劣化。将水泥土试样埋设在滨海场地长达3.5年，并实施微型贯入试验和化学试验。试验结果表明，劣化引起的强度降低滞后于其化学反应；水泥掺入比越小、埋设时间越长，水泥土劣化越严重；本试验条件下，水泥掺入比15%的水泥土1年、2.5年和3.5年的劣化深度分别达到了3.5、5.8和7.6 mm。基于试验结果提出了水泥土劣化深度预测式。

圆形地下连续墙作为一种受力合理的围护结构，由于空间"拱效应"的存在，作用在拱圈上的土压力主要在地下连续墙内自身平衡，地下连续墙的水平位移相对较小。基于某深大圆形基坑工程实际，采用离心模拟技术研究基坑开挖过程中基坑围护结构的水平位移和弯矩分布规律。分析表明，基坑地下连续墙最大水平位移为11.6mm，位于上部基坑的中下部，并且随着开挖深度增大，墙体位移逐渐增大且最大位移点不断下移。研究成果可为圆形基坑开挖和支护过程中围护结构的变形规律分析提供参考。

本研究采用新疆某引水渠道边坡的黄土填料进行土水特征曲线试验，研究压实度和应力水平对土料的土水特征的影响规律。针对试验结果，本研究首先采用经典的van Genuchten模型进行曲线拟合。然后采用分形理论进行土水特征曲线的比较分析。结果表明：（1）随着压实度的增加，土水特征曲线向下移动；随着轴向应力的增加，土水特征曲线也会有所下移；（2）相应于孔隙分布，该土料的土水特征曲线具有明显的分形特性；（3）在相同压实度下，不同应力水平的SWCC分形拟合基本平行。采用本文所述的分形方法，在已知不同应力水平下的孔隙率时，可较为合理的从一个应力水平下的土水特征曲线推求其它应力水平下的土水特征曲线。

冻融离心模型试验装置的研发在国内尚处于起步阶段。装置根据半导体单元材料的Peltier效应（帕尔贴效应）设计了安装于双层结构冻融模型箱的热交换系统，实现了离心场下的冻融温变模拟。针对离心机设备无外接冷却水的问题，采用在离心机转臂上设置了由水箱、水泵和风冷散热器组成的自循环水冷却系统，利用离心机旋转时转臂与周围空气速度差产生的高速气流带走自循环水的热量，实现了无外接水源情况下的冻融离心试验。冻融离心试验结果表明，该试验装置满足试验需求。

爆破挤淤处理软基技术具有施工工期短、固结沉降快、地基后期沉降小等优点，已广泛应用于淤泥质海岸工程的地基处理，但目前研究远落后于工程实践。随着爆破离心模拟技术的发展，实现了离心场外对场内引爆装置的控制，为爆破荷载下软土地基动力响应特性的研究提供试验手段。开展3组离心场中不同炸药量的爆破挤淤模型试验，研究爆破的影响区域，建立爆破荷载作用下的挤淤效果与炸药量的关系。试验结果表明，药包炸药量与爆破影响区域密切相关，爆破影响区软土含水率降低、密度增大，且爆破瞬间冲击荷载引起土压力和孔隙水压力的突变。研究成果可为爆破挤淤工程的设计和施工提供试验依据。

离心模拟试验是通过离心机的转动创造超重力场，使小比尺模型处于原型应力状态，从而模拟土工构筑物力学特性的一种研究手段。随着工程技术的不断发展和技术难度的逐渐提高，在超重力场中开展模拟实际工况中的特定动作，逐渐成为离心模拟试验中的一个热点问题，而如何在超重力场中实现大荷载力的施加是离心模型试验研究中的一个难点。为解决这一问题，中国水利水电科学研究院基于液压技术，开发了可在超重力场中模拟各种施工动作的试验系统，本文介绍了该系统的工作原理和主要特点，并结合试验案例，证明该系统的实用与可靠性。