直剪試驗(yàn)一般取三至四個(gè)相同的試樣，在直剪儀中施加不同豎向壓力，再分別對(duì)它們施加剪切力直至破壞，以直接測定固定剪切面上土的抗剪強(qiáng)度的方法。直接剪力試驗(yàn)儀，又稱直剪儀，用以對(duì)土試樣進(jìn)行直接剪切試驗(yàn)的儀器。按施加水平推力的控制方式可分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩類。

**類是室內(nèi)用直剪儀試驗(yàn)樣品土壤主要用環(huán)形刀從野外獲取，這就導(dǎo)致了土壤樣品的擾動(dòng)，不足以代表野外土壤的實(shí)際狀態(tài)，對(duì)于靈敏度較高的軟粘土，擾動(dòng)所導(dǎo)致的測量值影響更加明顯，室內(nèi)用直剪儀的改進(jìn)型，主要集中在應(yīng)變控制和參數(shù)獲取的機(jī)電化，采用電機(jī)實(shí)現(xiàn)應(yīng)變控制和傳感器的參數(shù)測取，但仍無法排除土壤樣品所受擾動(dòng)的影響。

第二類是便攜式直剪儀，比如十字板剪力儀或扭翼式剪切測量儀， 雖然可以直接用于野外測試，但由于其結(jié)構(gòu)的限制無法獲取準(zhǔn)確的參數(shù)，不宜用于理論的研究， 更適合實(shí)際的應(yīng)用判斷。與此同時(shí)，無論是室內(nèi)直剪儀還是野外便攜式直剪儀，主要應(yīng)用于土力學(xué)領(lǐng)域，所測值代表靜態(tài)土壤參數(shù)，應(yīng)用于地面力學(xué)時(shí)有**的局限性，不足以代表真實(shí)情況。

原位直剪儀整體尺寸為 750 mm×280 mm×200 mm。雖然圓環(huán)形的土壤取樣器對(duì)土壤的擾動(dòng)較小，但是由于圓形土壤樣本在剪切面應(yīng)力分布不均勻，為減小這種不均勻性，將取樣器設(shè)計(jì)成方形，上下方形盒對(duì)合在一起構(gòu)成土壤取樣容器，對(duì)合面即為剪切試驗(yàn)的剪切平面。方形盒內(nèi)尺寸為 100 mm×100 mm，尺寸的確定主要出于以下原因考慮：相對(duì)較大尺寸的土壤樣本剪切面在數(shù)據(jù)的測量方面更加可靠，外界的干擾以及測量的誤差對(duì)其影響有限；考慮到土壤取樣的方便性，尺寸不宜過大；考慮到整個(gè)儀器的便攜性；在做動(dòng)態(tài)剪切試驗(yàn)時(shí)，為了更接近實(shí)際裝甲車輛對(duì)地面的壓強(qiáng)大小，以達(dá)到相近的壓強(qiáng)數(shù)值，配重的大小尺寸限制。權(quán)衡各方面原因，在確定的尺寸范圍內(nèi)選取了 100 mm×100 mm 作為土壤樣本的界面尺寸大小。底板上開有同樣 100 mm×100 mm 的方形孔，用于穿過方形盒，并固定下方形盒位置。在底板周圍處設(shè)計(jì)有 6 個(gè)水平調(diào)節(jié)桿，用于支撐并調(diào)節(jié)地板的位置狀態(tài)。

直流電機(jī)安裝在底板一端，通過傳動(dòng)齒輪使連接有鋼絲繩的牽引軸轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生剪切力。鋼絲導(dǎo)向桿用于使鋼絲繩所產(chǎn)生的力與剪切面處于同一水平面內(nèi)，保證測量的準(zhǔn)確性。鋼絲繩另一端與固連在拉力架上的拉力傳感器連接。位移傳感器安置在底板邊側(cè)，位移桿與拉力架相接觸，用于測量剪切位移的大。