直剪試驗儀（直接剪切試驗儀）是巖土工程中用于測定土體抗剪強度的常用設備，其結構設計和功能實現依賴于剪切盒、垂直加荷系統、測力環和水平加荷系統等核心部件。
一、直剪試驗儀核心組成部分與功能：
1.剪切盒
作用：
容納土樣并模擬剪切破壞過程。通常由上下兩個剛性盒組成，通過相對位移產生剪切面。
結構設計：
材質：不銹鋼或高強度合金，防止變形和腐蝕；
尺寸：標準剪切盒面積（根據土樣特性選擇）；
透水性：盒壁設有透水孔（可控制排水條件，如固結快剪、慢剪試驗）。
關鍵功能：
固定土樣并傳遞法向壓力和剪切力；
通過位移傳感器監測剪切位移（部分儀器配備）。
2.杠桿式垂直加荷系統
作用：
為土樣施加法向壓力（σ），模擬土體在不同壓實狀態下的受力條件。
工作原理：
通過杠桿原理放大砝碼重量，產生穩定的法向壓力；
砝碼分級加載，可實現多級法向壓力試驗。
技術特點：
精準加載：杠桿比固定，壓力與砝碼質量成線性關系；
穩定性：機械結構避免液壓系統漏油或氣壓波動導致的壓力不穩定。
3.直剪試驗儀測力環（或壓力傳感器）
作用：
測量剪切過程中土樣產生的抗剪力（τ），計算抗剪強度參數。
工作原理：
機械式測力環：通過彈性環變形量換算力值（需預先標定）；
電子式傳感器：直接輸出電信號，實時顯示剪切力。
技術特點：
量程需覆蓋土樣抗剪強度范圍；
定期校準以確保測量精度。
4.水平向電動加荷系統
作用：
以恒定速率推動剪切盒，模擬土體在法向壓力下的剪切破壞過程。
工作原理：
電機驅動齒輪或螺桿，推動剪切盒相對位移；
部分儀器支持手動與自動切換，適應不同試驗需求。
技術特點：
勻速控制：避免速率過快導致應力集中或過慢引起土樣固結；
位移保護：到達設定剪切位移后自動停機（如位移限值為10mm）。
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