通过以相似原理制作的模型和按照某种增载方式不断增加荷载直至模型破坏的方法，来研究水工结构物的破坏机理、超载安全度以及发现结构的薄弱环节的试验。结构破坏模型试验除要满足结构应力模型试验的完全相似条件（包括C_ε=1）外，还应满足下列相似要求：①强度相似，即C_Rc=C_Rt=C_τ=C_σ。②应力—应变曲线全过程相似。③不连续面的抗剪强度和变形特性相似，此不连续面是指地基中如断层等薄弱构造面，要求C_f=1，C_c=C_σ，C_ks=C_kn=C_ρ。上面各式中C为相似常数，即原型某一物理量与模型同一物理量之比，脚标ε、R_c、R_t、τ、σ、f、c、K_s、K_n、ρ分别代表应变、抗压强度、抗拉强度、剪切强度、应力、摩擦系数、黏聚力、不连续面的剪切刚度系数、压缩刚度系数、材料的密度（或容重）。

从上述相似条件可知，结构破坏模型试验对模型材料性能的要求比较严格，常采用的材料有轻石浆或重晶石粉类混合材料。轻石浆的原料包括水泥、浮石、石灰石粉、膨润土、白垩土和水等，此种材料的特点是拉压强度比与混凝土比较接近。后一类材料由石膏或膨润土、重晶石粉、砂、甘油或石蜡油和水等组成。前者是将模型材料搅拌均匀成浆状在模板内浇筑一次成型。后者可以在模板中夯击成型或预制成毛坯然后加工成型。在这类试验中，自重的模拟至关重要，如自重模拟不相似，则试验结果失真。自重的模拟方法有两种：一种是把自重简化为若干个集中力依靠外力来施加，此适用于材料变形模量较大的情况。另一种是用模型材料本身重量来模拟自重，此常用于材料变形模量较低时，如上述重晶石粉类混合模型材料，此在地质力学结构模型试验中常采用。

结构破坏模型试验的增加荷载的方式有2种：①自重和水压同步增加直至模型破坏，所求出的是结构的强度安全度。②自重和水压同步施加到设计荷载值后自重保持不变，水压不断增加直至模型破坏，此法求出的是结构超载能力或称超载安全度。水压的增加可用提高库水位（称梯形超载）的方式，也可用水位不变而不断加大加压液体容重（称三角形超载）。由于破坏试验需要不断地增加荷载直至模型破坏，故要求加荷设备能提供可变的和足够大的荷载。通常多采用千斤顶组或条带状橡皮袋内液压加载（三角形水压简化成台阶形），上述加荷设备当模型破坏时由于位移突然增大设备内压力会自动回落，比较安全。

结构破坏模型试验的量测方法与结构应力模型试验基本相同，即用电阻应变片量测结构的应变，用位移传感器量测位移，它们的位移量程要有足够大以防结构破坏时损坏传感器。20世纪90年代以来，激光散斑技术已应用于破坏试验的位移及应变的量测。这种方法具有非接触和无损伤的优点，且可获得全场位移信息。用激光散斑法量测平面位移场的技术也已成熟，三维量测技术还在探索中。结构破坏试验通常主要根据位移量测成果分析研究结构的破坏机理和安全度，即把荷载和位移的对应点绘成荷载—位移曲线，从曲线中位移的突变，并结合各部位应变值的变化情况判断模型开裂破坏的时机，开始破坏的部位及破坏发展过程。

结构破坏模型试验不仅要满足变形特性相似，同时还要满足强度特性相似，要模型材料能全面满足所有这些相似条件往往是很困难的。在实践中，通常要根据判断，按照可能出现的破坏类型，首先满足其控制性的强度指标相似，其他指标尽量或部分满足要求。对于不连续结构面，通常不考虑抗拉，主要要求抗剪强度相似，不一定能准确做到变形同时相似。