工程建设、工业生产和地震等人类和自然活动造成滑坡、泥石流、土体和地下水污染等大范围灾害，严重威胁人类安全。土体灾变空间尺度大、时间跨度长，人类几乎无法完整观测其过程。土体运动、孔隙流体与污染物运移受重力场支配，常重力缩尺模型试验不能模拟原型重力场，难以再现土体灾变过程。超重力离心机通过高速旋转，产生成百倍常重力的离心加速度，利用离心力在缩尺模型上营造超重力环境，实现“时空压缩”，为再现岩土体重力场及灾变过程提供了“革命性工具”。在“211工程”、“985工程”及国家自然科学基金仪器专项等资助下，历时10余年，取得以下成果：

（1）设计并建成了超重力离心机ZJU-400，最大容量400g·t、最大离心加速度150g、有效旋转半径4.5m，实现了百米空间、百年时间尺度的岩土体灾变过程模拟；

（2）设计并建成了离心机机载振动台，最大工作离心加速度100g、最大施振加速度40g、频率范围10Hz～250Hz、最大负载500kg，实现了百米尺度场地真实地震动的模拟；

（3）发明和研制了超重力、高噪音环境下压电陶瓷弯曲元剪切波速测量技术，实现了超重力离心模型地基制备及试验过程中剪切波速的实时监测；

（4）重现了地基地震液化灾变的时空演化过程，首次提出了饱和砂土抗液化强度与剪切波速的物理本质关系，为高烈度区地基地震液化判别与抗液化处理提供了方法；

（5）基于环境致灾模拟试验，提出了地下防污屏障击穿时间评估方法、渗沥液诱发填埋场失稳模式和填埋场警戒水位确定方法，解决了城市固体废弃物填埋场环境灾害防控的关键技术难题。

超重力离心模拟试验装置及相应的模拟技术为科学研究提供了新的方法和手段，解决了地震灾害和城市固体废弃物填埋的关键技术难题，分别获2009年和2012年国家科技进步二等奖，获全国优秀博士学位论文1篇。所建议的“1300g·t巨型超重力离心机与试验装置”被《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012-2030年）》（国务院〔2013〕8号文件）列为“适时启动”项目。