用模型试验研究结构应力、变形和安全度的方法，是实验固体力学的重要组成部分。

基本内容

试验的基本内容包括：模型设计、量测方法及数据处理与分析。

模型设计

（1）模型相似常数的确定。首先是几何相似常数的确定。它主要取决于对量测精度的要求、试验场地的大小、加载设备条件、模型材料的用量、试验周期及费用等。几何相似常数确定后，根据试验要求确定模型材料及其他相应的相似常数，如材料弹模相似常数、容重相似常数、应力相似常数等。

（2）模型材料的选择。结构模型一般由两部分组成：一部分是结构本身模型，另一部分是地基模型。由于建筑物的材料与地基材料差异较大，因而，它们对模型材料的要求也不同。在选择模型材料时，要考虑原型与模型材料的相似条件、加载方式及设备、制造工艺与成本，保证在加载和正常试验时模型材料无显著徐变等。常用的材料有石膏、石膏—硅藻土、混合料（如石膏、水、重晶石粉、砂子与甘油；水泥、水、重晶石粉、膨润土、机油等）、轻石浆（浮石、水泥、石灰石粉、水）、加重脆性合成材料、加重乳胶等。

（3）模型材料物理力学性能的测定。测试内容有：变形模量，泊松比，应力—应变关系曲线，拉、压、弯、剪的极限强度。有时还要测定在设计荷载下材料的弹性模量与时间的关系曲线，以及在二维、三维受力情况下的强度包络线图。

（4）测试内容。根据试验的目的而定。静态量测可以量测位移、应变、应力及其分布规律，压强或压力的大小，破坏荷载，破坏过程和形式，滑动稳定安全系数等；动态量测可以量测结构的动力特性和响应（结构的固有频率、阻尼比、振型、临界转速、动位移、加速度、动应力、动应变、动荷载、结构在地震作用下的动力响应等）。

（5）模型加载。加载设备一般静荷载用挂重、杠杆、油压千斤顶、气囊、拉压力荷载传感器、离心实验机等，动荷载可用敲振锤、激振器、振动台等。

量测方法

有机测法、电测法、光测法、声测法和脆性涂层法等。需根据量测内容、对试验精度的要求、模型尺寸、材料性能、工作环境、使用技术水平等来选择。

数据处理与分析

包括试验数据的取舍、误差分析、力学特征参量的计算、模型力学参量与原型力学参量的转换、试验成果的表达与分析（包括对试验成果的评价）。

试验分类

按研究目的分，结构模型试验分为非破坏性模型试验和破坏性模型试验两类。

（1）非破坏性模型试验。研究结构在设计荷载、校核荷载或设防地震烈度下的工作性态，量测有关力学参量，进行结构分析。

（2）破坏性模型试验。如超载模型试验、抗滑稳定试验、地质力学模型试验，研究结构超载能力、破坏过程及形式，确定抗滑稳定安全系数、结构与基岩在相互作用时的工作性态。

按荷载性质分，结构模型试验分为静态试验与动态试验。当荷载作用过程中质点的加速度很小，惯性力可以忽略不计时称静态试验；惯性力不能忽略时称动态试验。

按几何形态分，结构模型试验分为平面模型试验、半整体模型试验和整体模型试验。

试验特点

（1）不受结构是否已建成的限制，可在设计阶段进行，用于方案比较，补充完善设计；也可在完成后进行，以验证设计理论，提高工程效益（如超高蓄水，论证抗震能力等），指导运行管理，论证改建、扩建方案。

（2）与原型试验相比，可人为地控制某些主要因素，略去次要因素，所以典型性好；容易变更某些工作因素（如水位升降、地震加速度的大小和几何形状尺寸等）；由于模型尺寸较小，试验可在室内进行，能避免许多干扰因素，故试验精度有保证，能实现原型无法进行的试验（如破坏试验）；可进行反复论证，或在一个模型上进行多种项目的研究（如强度校核、超载工作状态及破坏机理）。