一、试验目的：
• 直接剪切试验是测定土体抗剪强度的一种常用方法。
• 试验的目的是测定土的抗剪强度指标，即测定土的粘聚力和内摩擦角，为地基承载力计算及地基、斜坡稳定性分析提供参数。
• 通常采用四个试样，在直接剪切仪上分别施加不同的垂直压力，同时施加水平剪切力，试样在规定的受剪面上进行剪切。
• 求出试样在不同的垂直压力作用下破坏时的应剪力，然后绘出剪应力和垂直压力的关系曲线，即抗剪强度曲线。
本试验适用于粘性土和砂土。
二、试验方法：
按土样在荷重作用下压缩及受剪时的排水情况不同，试验方法可分为三种：
（1）快剪法（或称不排水剪）：即在试样上施加垂直压力后，立即加水平剪切力。在整个试验中，不允许试样的原始含水率有所改变（试样两端敷以隔水纸），即在试验过程中孔隙水压力保持不变（3~5min内剪坏）。
（2）慢剪法（或称排水剪）：即在加垂直荷重后，使其充分排水（试样两端敷以滤纸），在土样达到完全固结时，再加水平剪力；每加一次水平剪力后，均需经过一段时间，待土样因剪切引起的孔隙水压力完全消失后，再继续加下一次水平剪力。
（3）固结快剪法：在垂直压力下土样完全排水固结稳定后，以很快速度施加水平剪力。在剪切过程中不允许排水（规定在3~5min内剪坏）。
由于上述三种试验方法的受力条件不同，所得抗剪强度值也不同。因此，必须根据土所处的实际应力情况来选择试验方法。
现主要介绍快剪法，用应变控制式直剪仪对砂土进行快剪试验。
三、直剪试验所用到的主要仪器设备：
应变控制式直剪仪：由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、量力环以及百分表组成。
其中，剪切盒由底座、下剪切盒、上剪切盒、下透水石、上透水石、加压上盖和插销组成。
应变控制式直剪仪的特点：
水平力的施加，是通过转动手轮，使推进蜗杆向前移动而推动底座，从而施加剪切力（即水平力）给剪切盒，剪切力的数值是利用量力环测出。量力环是一个钢环，事先已知每单位变形时所受的压力，故在试验时用百分表测得量力环径向变形数值即可算出所受的应力值。
垂直力的施加，是在吊盘上施加砝码，砝码的重力通过杠杆传给垂直加压框架，再由框架传递给剪切盒，从而给试样施加了相应的垂直压力。
四、直剪试验的试验步骤：
1、根据工程需要，从原状土或制备成所需状态的扰动土中用环刀切四个试样。如系原状土样，切试样方向应与土在天然地层中的上下方向一致。本次试验采用砂。
2、从直剪仪上取出剪切盒，在下盒内放入透水石，然后用插销将上、下剪切盒固定好。
3、将环刀内试样推入剪切盒中，并把砂子的表面弄平整，再放上透水石及加压上盖。然后把剪切盒放回直剪仪中，装上垂直加压设备（暂勿加砝码）。
4、慢慢转动手轮，让推进蜗杆向前移动而推动底座，使上剪切盒支腿与量力环钢球之间恰好接触（即量力环中百分表指针刚开始触动时为止）。调整百分表使其指针在某一整数（即长针指零，并作为起始零读数）。
5、在试样上施加垂直荷载。按第一个试样上应加的垂直压力100千帕，施加相应砝码数。
6、拔出固定插销。以每分钟0.8mm的剪切速度均匀地转动手轮，进行剪切。当量力环中百分表指针不再前进而出现后退或剪切变形量达试样直径的1/15—1/10时，认为试样已经剪损，记录百分表指针最大读数（代表峰值抗剪强度），用0.01mm作单位，估读至0.001mm。（即以百分表上大度盘的“格”作单位，估读至0.1格）。
7、反转手轮，卸除垂直荷载和加压设备，取出已剪损的试样，刷净剪切盒，装入第二个试样。
8、第二、三、四个试样分别施加200、300、400千帕垂直压力后按同样步骤进行试验。
五、试验数据计算和整理：
1、
计算每个试样在一定垂直压力下的抗剪强度：
2、绘抗剪强度曲线：
• 以垂直压力为横坐标，抗剪强度为纵坐标，将四个实测点绘在图上，画一视测的平均直线，若各点不在一条近似的直线上，可按相邻的三点连成两个三角形，分别求出两个三角形的重心，然后将两重心点连一直线，即为抗剪强度曲线。
3、确定抗剪强度指标：
• 抗剪强度曲线在纵轴上的截距即为粘聚力，精确至10千帕，其倾角为内磨擦角，精确至0.1度。
六、试验优缺点：
• 优点：
直剪试验设备简单、传力明确，操作简便。
• 缺点：
1、剪切面被限制于上下盒接触面处，它并不一定是试样中抗剪强度最低的薄弱面。
2、由于受剪切盒边界影响，试样剪应力分布不均匀，边缘处应力集中，而且在剪切时上下盒错开，受剪面变小，垂直荷载出现偏心，这些因素无法在分析中考虑。
3、无法控制与测定剪切过程中孔隙水压力的变化。
