直接剪切試驗(yàn)（Direct shear test），簡(jiǎn)稱“直剪試驗(yàn)”。用直接剪切儀（簡(jiǎn)稱“直剪儀”）對(duì)土樣做剪切試驗(yàn)，從而測(cè)定土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的一種試驗(yàn)方法。土樣置于直剪儀的固定上盒和活動(dòng)下盒內(nèi)，試驗(yàn)時(shí)先在土樣上施加垂直壓力，然后對(duì)下盒施加水平推力，上下盒之間的錯(cuò)動(dòng)使土樣受剪破壞。確定某一種土的抗剪強(qiáng)度通常采用4個(gè)土樣，在不同的垂直壓力作用下測(cè)出相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度。
基本原理
土的破壞都是剪切破壞，土的抗剪強(qiáng)度是土在外力作用下，其一部分土體對(duì)于另一部分土體滑動(dòng)時(shí)所具有的抵抗剪切破壞的極限強(qiáng)度。土體的一部分相對(duì)于另一部分移動(dòng)時(shí)，便認(rèn)為該點(diǎn)發(fā)生了剪切破壞。無(wú)黏性土的抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力成正比；黏性土的抗剪強(qiáng)度除和法向應(yīng)力有關(guān)外，還決定于土的黏聚力。土的內(nèi)摩擦角φ、黏聚力c是土壓力計(jì)算、土坡穩(wěn)定分析和地基承載力計(jì)算中必不可少的指標(biāo)。
土的抗剪強(qiáng)度是土在外力作用下，其一部分土體對(duì)于另一部分土體滑動(dòng)時(shí)所具有的抵抗剪切的極限強(qiáng)度。該試驗(yàn)是將同一種土的幾個(gè)試樣分別在不同的垂直壓力作用下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力，得到破壞時(shí)的剪應(yīng)力，然后根據(jù)庫(kù)侖定律，確定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：內(nèi)摩擦角和凝聚力。
剪切類型
直接剪切試驗(yàn)方法可分為快剪（不排水剪）、慢剪（排水剪）及固結(jié)快剪（固結(jié)不排水剪）等。按施加剪力的方式不同，直接剪切儀分應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種，前者是通過(guò)彈性鋼環(huán)變形控制剪切位移的速率，后者是通過(guò)杠桿用砝碼控制施加剪應(yīng)力的速率，測(cè)相應(yīng)的剪切位移。多用應(yīng)變控制式，應(yīng)力控制式只適用于作慢剪及長(zhǎng)期強(qiáng)度試驗(yàn)。慢剪（排水剪）適用于細(xì)粒土；固結(jié)快剪（固結(jié)不排水剪）適用于滲透系數(shù)小于l0/s的細(xì)粒土；快剪（不排水剪）適用于滲透系數(shù)小于250px/s的細(xì)粒土。
試驗(yàn)方法
取土的試樣放入剪切盒內(nèi)，將上盒固定，下盒可沿水平方向滑動(dòng)。首先施加垂直壓力，然后在對(duì)剪切盒的下盒逐級(jí)施加水平剪力，直至試樣被剪壞。一般要取4-5個(gè)試樣，分別施加不同的垂直壓力來(lái)重復(fù)試驗(yàn)。本試驗(yàn)由于簡(jiǎn)單易行，是測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的常用方法。
剪切強(qiáng)度
剪切強(qiáng)度（Shear strength）是工程學(xué)名詞，是一個(gè)描述物質(zhì)對(duì)抗剪切力強(qiáng)度的專有名詞，也就是物質(zhì)在承受剪切力時(shí)會(huì)出現(xiàn)降伏或是結(jié)構(gòu)失效時(shí)的剪切力強(qiáng)度。剪切力是二個(gè)彼此平行，方向相反的力，當(dāng)用剪刀剪紙張時(shí)，紙張就是因?yàn)榧羟辛Χ糸_。
如果土體內(nèi)某一部分的剪應(yīng)力達(dá)到了抗剪強(qiáng)度，在該部分就出現(xiàn)剪切破壞。隨著荷載的增加，剪切破壞的范圍逐漸擴(kuò)大，然后在土體中形成連續(xù)的滑動(dòng)面，而喪失穩(wěn)定性。
工程實(shí)踐和土工試驗(yàn)都驗(yàn)證了土體受剪發(fā)生的破壞，剪切破壞是土的強(qiáng)度破壞的重要特點(diǎn)。在土木工程中的擋土墻側(cè)土壓力、地基承載力、土坡和地基穩(wěn)定性等問題都與土的抗剪強(qiáng)度直接有關(guān)。這些問題進(jìn)行計(jì)算時(shí)，須選用合適的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。
土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)不僅與土的種類有關(guān)，還與以下相關(guān)：
①土樣的天然結(jié)構(gòu)是否被擾動(dòng)
②室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)的排水條件（受剪前固結(jié)狀況和受剪時(shí)排水狀況）是否符合現(xiàn)場(chǎng)條件有關(guān)
③不同的排水條件所測(cè)定的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)值是有差別的
德國(guó)威樂WILLE多功能循環(huán)單/直剪試驗(yàn)系統(tǒng) (DSS)單獨(dú)的機(jī)電試驗(yàn)系統(tǒng)擁有堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，包括2個(gè)（可升級(jí)成3個(gè)）動(dòng)態(tài)作動(dòng)器和高質(zhì)量的機(jī)械和電子元件，能夠獲得重復(fù)性良好的試驗(yàn)結(jié)果，高品質(zhì)使其適用于科研和常規(guī)的試驗(yàn)應(yīng)用。
多功能循環(huán)單/直剪試驗(yàn)系統(tǒng) (DSS)可以對(duì)直徑150mm（單剪試驗(yàn)）的不同試樣尺寸進(jìn)行試驗(yàn)，并且還可以運(yùn)行直徑100mm試樣尺寸的直剪試驗(yàn)。加載架是一種具有高剛度的重型結(jié)構(gòu)，以減少在動(dòng)態(tài)重復(fù)加載試驗(yàn)期間可能影響測(cè)量精度的撓度和振動(dòng)。
多功能循環(huán)單/直剪試驗(yàn)系統(tǒng) (DSS)通過(guò)電機(jī)動(dòng)態(tài)作動(dòng)器施加垂直和水平荷載，使每個(gè)軸能夠以位移（應(yīng)變或速度）模式以及荷載控制模式進(jìn)行控制。該系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確測(cè)試土力學(xué)參數(shù)，而剪切試驗(yàn)組件之間沒有傾斜和摩擦，高質(zhì)量和低摩擦的雙線性導(dǎo)軌用于確保強(qiáng)度和對(duì)齊，而不會(huì)在法向和剪切方向上傾斜，正應(yīng)力和剪應(yīng)力由電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)閉環(huán)控制。
圓柱形試樣安裝在橡皮膜內(nèi)并固定在封閉的拋光低摩擦特氟龍涂層環(huán)內(nèi)（也可提供帶絲網(wǎng)的橡皮膜），試樣的水平直徑保持恒定（恒定截面面積），而在垂直沉降過(guò)程中允許收縮。剪切應(yīng)力是通過(guò)水平運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，該運(yùn)動(dòng)在試樣底部施加。兩片透水石位于試樣的頂部和底部，頂部和底部的兩個(gè)孔隙水端口方便飽和試樣。該系統(tǒng)配備GEOsys軟件，用戶可以全自動(dòng)運(yùn)行所有試驗(yàn)階段，并且在試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)需操作人員參與。
產(chǎn)品特點(diǎn)
? 高剛度加載架
? 被動(dòng)或主動(dòng)高度控制
? 系統(tǒng)內(nèi)置 2 根剛性反力柱，以保持系統(tǒng)的剛性
? 剪切過(guò)程中上壓板保持不動(dòng)
? 閉環(huán)控制法向和剪切應(yīng)力
? 用于試樣的低摩擦試樣滑環(huán)（k0 條件）
? 執(zhí)行排水（恒定荷載）和不排水（恒定體積）試驗(yàn)
? 頂部和底部?jī)蓚€(gè)孔隙水端口，用于飽和
? 提供不同粗糙度的透水石，即平面、帶凹槽、帶脊帶和帶嵌入銷
? 獨(dú)特的多向荷載傳感器進(jìn)行剪切載荷測(cè)量
? 高質(zhì)量和低摩擦的雙直線導(dǎo)軌用于確保強(qiáng)度和對(duì)齊，而不會(huì)在法向和剪切方向上傾斜
? 高速動(dòng)態(tài)控制器（2.5 kHz 或 10 kHz），用于監(jiān)測(cè)測(cè)量值和閉環(huán)控制，例如：載荷、位移、位置等
? 應(yīng)用不同類型的波形，例如：正弦波、方波、三角波、半正弦波、鋸齒波、倒鋸齒波、矩形波和用戶定義的波形
? 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和圖表顯示
? 用于將數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)?PC 的以太網(wǎng)端口
? 防止過(guò)載和超量程的保護(hù)功能
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