散体力学实验室是“河北省地震动力学重点实验室”的组成部分。为了适应河北省地震动力学重点实验室对断层泥摩擦学、砂土体滑坡灾害、地震砂土液化、泥石流、碎屑流、沙漠化与沙丘流变等方面的散体力学行为的研究需要（散体的属性是制约这些地质属性的关键要素），特筹建“散体力学实验室”，该实验室以“散体场论”为基本指导思想，力图考虑到散体相关自然灾害中的力学行为，并向其它自然界中的散体力学领域有所扩展，该实验室主要进行以下方面的研究。

（一）散体场研究

目前实验室已建成“立式散体摩擦实验装备”（如下图1所示），“立式散体摩擦实验装备” 是目前散体力学实验室的核心装备，有助于获取散粒体微观层面上基本摩擦属性以及散体行为与尺度之间关系数据。该装备能够支持开展散粒体与各种形状（柱状、锥状、柱-锥状、球状）实验头在散体体系内的直线运行（竖直运动）和旋转运动情况下的散体与实验头之间的摩擦行为、变形行为，并开展散体场方面研究。

图1 已建“立式散体摩擦实验装置”

“立式散体摩擦实验装置”主要可以完成以下实验：

（1）测试散体的动摩擦参数。

    动摩擦参数是由实验头的运动来扰动散体实现的，散体的变形由于两部分来完成，一部分是实验头本身的摩擦拖带，另一部分是实验头的形体运动而导致的散体体积空间的被占量（转化成散体体积改变量）。摩擦参数以摩擦力的变化的形式作用于实验头，应用选择的驱动运动的方式（直线运动和旋转运动）来演算直线动摩擦系数和旋转摩擦系数，再利用两个摩擦系数是有区别和有关联进行参数分离。

（2）研究“散体场”规律。

实验头的形体运动而致的散体体积空间的被占量（转化成散体体积改变量）能够用于研究散体场，散体体积改变量要通过散体的宏观形变来吸收变形，这种宏观的形体改变量可以被观测。在直线运动时，散体体积改变量可以通过散体上表面变形量和玻璃罩观测到的散体颗粒的应变场两者来共同演算，旋转运动时，可以通过玻璃罩观测扰动场的尺度来获得，不同实验材料有不同的散体特性，同一种散体在不同形态和尺度的实验头作用下的扰动场尺度不同，运动的应变场也不同。

（二）应用构造物理模拟设备研究散体静态参数

为了服务地震动力学的发展，重点实验室配套建设了“构造物理模拟实验室”（详见构造物理模拟实验介绍）。构造物理模拟设备用于研究散体静态参数，如重力构造模拟仪可以选用不同内摩擦系数的散体体系，如材料上选择硅胶颗粒、河道砂粒、微玻璃珠等，尺度上可以和尺寸玻璃球、各尺寸硅胶球、粗砂、细沙、粉沙等，通过测试重力构造启动的倾滑临界角度演算各种内摩擦静态参数下的启动内静摩擦角（如图2）。

也可以通过“层面挤压构造模拟”方式测试各类散体运动的内静摩擦角（如图3）。

在走滑运动中，不同内摩擦的散体体系的响应不同，变形启动也是一个宽度的变化的动态过程，“变形域宽”和“走滑距离”是非线性相关性，在实验中通过记录“变形域宽”和“走滑距离”方式演算散体参数。

（三）研究散体内摩擦参数和具体地质构造之间的相似关系

具体的散体实验可以选择均质散体，也可以选择“分层的散体”（更像具体的地质体）进行实验，“分层的散体”和实际地质体的相似关系以出现具体的相似构造为准，这种“实测的相似律”和“因次分析”的相似律进行比对，可以互相验证和修正。