等式離心機微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場的強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程。此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時還伴隨有擴散現(xiàn)象。擴散是無條件的絕對的。擴散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴散越嚴(yán)重。而沉降是相對的，有條件的，要受到外力才能運動。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們在溶液中成膠體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因為顆粒越小沉降越慢，而擴散現(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)和機理以驗證和解決工程實際問題。小比尺離心試驗?zāi)Ｐ筒捎门c原型相同的材料，在離心機形成的高加速度場中達到與原型相同的應(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, 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結(jié)果。土工離心模型試驗是將1/N比例尺的模型置于特制的離心機中, 在Ng離心加速度的空間進行試驗。