林海，雷国辉，徐林，雷国刚

（1.河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室/岩土工程科学研究所，江苏 南京，210098；2.南京市水利建筑工程总公司一公司，江苏 南京，210036）

室内物理模拟实验中模型与原型的相似性分析是实验设计的基础，也是理解实验结果并应用于原型的关键。几何相似、运动相似、动力相似以及本构相似是实验结果相似的充分和必要条件。现有文献中，针对离心模型实验中模型与原型的相似性分析受到普遍重视，但是，相比而言，针对1g模型实验中模型与原型的相似性分析却并未引起足够重视（其中 g为重力加速度，1g=9.8 m/s2）。其主要原因在于：岩土材料的力学性质依赖于其应力状态，而缩尺后的1g模型使得本构相似难以满足，进而使得运动相似和动力相似也难以满足。尽管如此，1g模型实验在岩土工程问题的研究中仍然可以应用并发挥着重要作用，Randolph等[1]对此有专门的阐述。合理地应用1g模型实验的关键在于充分认识其中的相似性关系对于所研究的问题可以近似满足。桩基的模型实验研究已有大量文献报道[2]。针对1g模型实验中的竖向受荷桩，Sedran等[3]分析了模型与原型的相似性关系，结果表明：模型与原型的摩阻力相似比（即应力比）等于几何相似比而不等于 1，不满足运动相似的强制性条件，因此，竖向受荷桩1g模型摩阻力实验结果的合理性值得怀疑。针对水平受荷桩，Franke[4]分析了1g模型实验可以用于荷载位移关系中一些无量纲数的确定，即满足模型与原型的相似性。……