定义振动负载和振动容量为离心机上振动台工作时相关的负载和容量, 即振动负载为离心机上振动台以最大加速度工作时所能承受的最大负载, 振动容量为离心状态下振动台的最大加速度与振动负载之积, 以此两个指标作为衡量振动离心机能力的基本指标[ 1] 。参考目前国内外振动离心机的设计和使用情况, 文中给出中型和大型振动离心机如下定义:对于离心机上的单向振动台, 以振动负载超过500kg、振动容量同时超过10g-t为中型振动离心机, 以振动负载超过1 000kg、振动容量同时超过30g-t为大型振动离心机。对于离心机上的双向(含垂直/水平和水平双向)振动台, 全球仅有3台, 分别为美国伦斯勒工学院、香港科技大学的两水平双向振动台和加州大学戴维斯分校的垂直/水平双向振动台, 由于双向振动台的结构功能比单向振动台更为复杂, 研制难度非常大, 均存在振动负载有限或设计不足, 以其振动容量和振动负载衡量大型振动离心机的标准存有争议, 因此本文暂不讨论。

国际上现有成功建设的振动离心机系统约有30余台, 按上述定义, 大型和中型振动离心机分别仅有2台和4台, 其中大型振动离心机分别为美国和日本所有, 其振动台主要技术指标见表1。目前国内仅有小型振动离心机3台, 分别为南京水利科学研究院振动负载200kg、同济大学振动负载180kg和清华大学振动负载100kg的振动离心机;中型振动离心机1 台, 2007年浙江大学开始筹建一台配备振动负载500kg、振动容量20g-t水平单向振动台的中型振动离心机, 目前已验收完毕。另外, 2001年香港科技大学配备振动负载300kg、振动容量6g-t水平双向振动台的大型土工离心机开始运行;2006年中国水利水电科学研究院筹划。

提高振动容量和振动负载是振动离心机的发展方向, 目前国际上大型振动离心机已经取得成功, 但数量极为有限。我国目前还没有大型振动离心机, 这与我国的地震环境和土木工程建设的客观需要很不相称。我国地处环太平洋地震带、地中海-喜马拉雅山地震带, 地震活动频繁、强度大、震源浅、分布广。同时, 我国是目前世界上土木工程发展最快的国家, 重大工程建设规模之宏大、数量之众多、环境之复杂在人类历史上前所未有, 兴建的很多重大基础设施位于高地震危险性且工程地质条件极为复杂的地区, 对岩土地震工程研究提出了许多新的课题。并且, 随着近些年大地震的频繁发生和人民生活水平的提高, 社会各界对环境安全的关注程度日益提高。严峻的地震形势、高速的工程建设、复杂的工程地质环境和广泛的社会关注, 无疑对大型振动离心机的建设提出了急迫的要求。