根据试验研究目的，试验采用了三维模型。为真实反映九甸峡水利枢纽工程面板堆石坝坝址岸坡及覆盖层的情况，用450#混凝土浇筑了山体模型，见图5.3-3，在山谷沟槽中按照原型的密度要求制作砂卵砾石覆盖层地基。
图5.3-3 山体模型照片
坝体的原型设计断面见图5.3-4，平面布置见图5.3-5。原型坝高136.5 m，上游边坡为1∶1.4，下游边坡为1∶1.5。离心机模型箱的尺寸为1280 mm×716 mm×948 mm（长×宽×高）。根据重点研究的区域，并参考数值计算结果，略去了下游坝体并对部分坝体结构进行了简化。为了保证模型与原型边界条件的基本相同，同时考虑到面板、趾板和防渗墙之间接头部位试验量测精度的要求，离心模型试验的模型率确定为n=200。在模型模拟范围的选择上，主要考虑坝体上游部分的区域，趾板、防渗墙和连接板的细部见图5.3-6。
图5.3-4 模型断面布置图（单位：mm）
图5.3-5 模型平面模拟范围
（图中红色标注为模型尺寸、其他为原型尺寸，单位为mm；高程单位为m；桩号单位为m）
图5.3-6 模型趾板、防渗墙细部
（图中红色标注为模型尺寸、其他为原型尺寸，单位为mm；水位单位为m）
试验中所用的土石料均取自工程现场。坝基材料的制备密度参照坝基现场干密度确定，坝体堆石料的制备密度根据各区材料设计压实干密度确定，坝料的控制干密度分别为：垫层料2.28 g/cm3、过渡料2.25 g/cm3、主堆石料2.20 g/cm3、砂卵砾石料2.09 g/cm3。
原型中的混凝土面板、趾板、连接板和防渗墙在模型中均采用薄铝板模拟。混凝土面板、趾板、连接板的弹性模量为3.0×104 MPa，混凝土防渗墙的弹性模量取为2.3×104 MPa，泊松比μ为0.21。模型中所采用的铝板弹性模量E为6.9×104 MPa，泊松比μ为0.33。根据相似率要求，模型中混凝土面板采用2.0 mm的铝板模拟，混凝土防渗墙采用4.2 mm的铝板模拟。(www.xing528.com)
在每一级坝体填筑的顶部、坝前覆盖层表面和坝体下游表面均布置了垂直位移传感器（LVDT），用于量测坝体表面的变形，蓄水前、后垂直位移传感器（LVDT）和激光位移传感器（LS）的布置见图5.3-7和图5.3-8。对于坝体内部变形的观测，采用了LVDT2和LVDT3两只传感器分别通过套管将测杆延伸到地基表面（距模型坝顶668 mm）和坝体中部（距模型坝顶468 mm）。蓄水期无法在水下使用激光位移传感器，仅采用LS3量测坝顶的变形过程。
图5.3-7 蓄水前观测仪器布置图
图5.3-8 蓄水后观测仪器布置图
面板和防渗墙的应变主要通过在面板和防渗墙上粘贴应变片的方式量测，其中，防渗墙的上、下游侧分别布置了8组应变片，每组沿x、y方向各一个，共32个应变片，见图5.3-9和图5.3-10。
图5.3-9 防渗墙上游侧的应变片布置
图5.3-10 防渗墙下游侧的应变片布置
整个面板按照设计要求分成了14块，自左至右编号，在整个面板中选择了3#、8#和11#面板分别在上、下两面，沿面板长度方向均匀布置应变片，其中3#面板上、下游布置了2×3个应变片，8#面板上、下游布置了2×5个应变片，11#面板上、下游布置了2×4个应变片，共计24个应变片。面板上应变片布置见图5.3-11。
图5.3-11 面板上应变片俯视图
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