等式離心機(jī)微粒在重力場(chǎng)下移動(dòng)的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場(chǎng)的強(qiáng)度及液體的粘度有關(guān)。象紅血球大小的顆粒，直徑為數(shù)微米，就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過(guò)程。此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時(shí)還伴隨有擴(kuò)散現(xiàn)象。擴(kuò)散是無(wú)條件的絕對(duì)的。擴(kuò)散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴(kuò)散越嚴(yán)重。而沉降是相對(duì)的，有條件的，要受到外力才能運(yùn)動(dòng)。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對(duì)小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們?cè)谌芤褐谐赡z體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過(guò)程的。因?yàn)轭w粒越小沉降越慢，而擴(kuò)散現(xiàn)象則越嚴(yán)重。在許多工程科學(xué)中，常常需要用小比尺的物理模型去揭示和分析現(xiàn)象的本質(zhì)和機(jī)理以驗(yàn)證和解決工程實(shí)際問(wèn)題。小比尺離心試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒捎门c原型相同的材料，在離心機(jī)形成的高加速度場(chǎng)中達(dá)到與原型相同的應(yīng)力水平，從而使得模型與原型的應(yīng)力應(yīng)變相等，變形相似，破壞機(jī)理相同，能夠最大程度地再現(xiàn)原型特性，為理論研究和工程實(shí)踐提供可靠的參數(shù)依據(jù)。從相似理論的分析得知, 當(dāng)原型結(jié)構(gòu)的自重應(yīng)力與室內(nèi)模型相同時(shí), 模型才可能呈現(xiàn)與原型相似或相同的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系, 從而獲得與原型一致的試驗(yàn)結(jié)果。土工離心模型試驗(yàn)是將1/N比例尺的模型置于特制的離心機(jī)中, 在Ng離心加速度的空間進(jìn)行試驗(yàn)。