簡介
地震、交通和波浪等動荷作用下，工程地基中的土體通常會受到純剪狀態的附加應力和主應力軸的旋轉作用。通過土工測試儀器模擬土體的天然應力狀態，進而研究土體在實際荷載條件下的強度及變形特性，是指導並解決實際工程問題的重要依據。循環動單剪儀是指在循環荷載作用下，對土試樣進行直剪試驗。對試樣同時施加豎向與水平向剪下荷載，其載入條件與實際工程場地所受到的地震作用更為接近，剪應力可以直接施加，且所產生的剪應變可以直接量測。循環動單剪儀在模擬地震作用方面具有其他儀器所不具備的顯著優點。循環動單剪儀特點：性能穩定，可做動態、靜態試驗；兼容性好：可升級為直剪/靜三軸（含應力路徑）/動三軸/非飽和土三軸，高速控制系統為伺服驅動，更加精確的控制軸向力及剪力或位移。
單剪儀
單剪儀是用以對土試樣進行直接單剪試驗的儀器。按剪下容器的構造特點可分為疊環式、繞有鋼絲的加筋膜式和剛性板式。均由有側限並可在受剪時能轉動的護環組成，且都藉助上下透水石與試樣間的摩擦力直接對試樣施加剪應力。與直剪儀相比屬改進型，具有剪下過程中試樣變形均勻、可控制排水條件、可測定排水量和孔隙水壓力等優點。最早的單剪儀是 1936 年由瑞典皇家岩土所研製的疊環式單剪儀。其後，挪威岩土所的 Bjerrum等於 1966 年在此基礎上研發了一種採用螺旋加筋橡皮膜邊界代替疊環加箍膜邊界的單剪儀。相較於直剪儀，這兩種單剪儀在保證剪應變的均勻性和避免出現預定的剪損面等方面都取得了很大的改進，但仍存在剪應力和剪應變不均勻、疊環間試樣側向變形、疊環位置存在潛在剪下面等缺點。另一種具有代表性的單剪儀是由劍橋大學的Roscoe 於 1953 年提出的方框式單剪儀，隨後Bufhu、Pickering和Noel 等對該儀器結構進行了改進。這種單剪儀的載入機構可以更好地保證試樣剪應力和剪應變的均勻性，但其 4 塊剛性板之間的接觸關係和邊界條件卻難以保持穩定，同時側面板與土樣之間也存在摩擦力的影響 。
直剪試驗
所謂直剪試驗，是指在某一特定面上剪下土的試件，直接測定該面上的剪應力和抗剪強度的試驗。直剪試驗是室內測定土體抗剪強度的一種常用方法，可方便地為土木工程治理、加固及破壞分析提供所需的土體抗剪強度參數:粘聚力c和內摩擦角φ。該方法因其快捷方便， 結果處理簡單，被廣泛採用， 也是測定土的抗剪強度最簡單的和最原始的試驗方法。直剪儀分應變式直剪儀、應力式直剪儀兩種。應變式直剪儀能夠較準確地測定剪下變形曲線的峰值和最後值，室內較多採用應變式。試驗時用環刀切出厚為20mm的圓形試樣，將試樣推入剪下盒內，分別在不同的垂直壓力下，施加水平剪下力進行剪下，使試樣在上下盒之間的水平面上發生剪下至破壞。求得破壞值的剪下應力τ，然後根據庫倫定律確定土的抗剪強度參數。按剪下前土的固結程度，剪下時排水條件以及剪下速率快慢，把直剪試驗分為快剪、固結快剪、慢剪。快剪(不排水剪)：試樣在垂直壓力施加後立即進行快速剪下，試驗全過程都不允許有排水現象產生。這時垂直壓力大部分由孔隙水來承擔。適用於施工進度快，排水條件差的情況下，如厚度很大的飽和黏土地基。固結快剪(固結不排水剪)試樣在垂直壓力下， 給予充分時間，使土樣孔隙中的水全部排出而達到完全固結，之後，每加一級水平剪力後，均留足夠時間，使土樣充分排水，這時垂直壓力全部由土粒承擔，再進行快速剪下。適用於一般建築物的地基穩定性分析，施工期間有一定的固結作用。慢剪(排水剪)：試樣在垂直壓力下，排水固結後慢慢地進行剪下， 剪下過程中孔隙水可自由排出。一般工程的正常施工進度都不符合這樣的條件，所以，工程試驗中較少直接採用 。
