随着我国对基础设施的投入加大，水利、土木等工程建设进入了大发展的时期。各种工程的基础工程的设计和施工都要用到岩土体的抗剪强度参数，准确测定岩土体的抗剪强度对于工程建设的合理性、经济性有着重大的意义。在测试岩土体的强度方法中，应用最广泛的是直剪试验。常规的直剪试验存在正应力不稳定、试样与剪切盒内壁之间存在摩擦力影响、有效剪切面积逐渐减小等问题，研究开发准确测定岩土体强度指标的试验仪器显得十分必要。本文研制开发了一种现场和室内两用的直剪试验仪，并利用该试验仪对南水北调中线工程膨胀岩试验段的膨胀性岩土的强度特性进行了测试分析，主要内容及创新点如下： (1)介绍了直剪试验的发展情况，总结了其存在的问题，主要是试样的应力应变分布的不均匀、垂直压力的不稳定、试样与剪切盒内壁存在摩擦力、有效剪切面积逐渐减小等问题。 (2)详细介绍了新研制开发的现场和室内两用直剪试验仪的结构组成、工作原理和主要特点。新试验仪中，采用柔性链条拉动剪切框的方式使试样受剪，从而克服常舰直剪仪试样与剪切盒内壁之间的摩擦力问题；采用杠杆施加垂直荷载保证了垂直压力的稳定性；采用移动式垂直加荷系统保证了剪切过程中垂直压力不会偏心；下剪切盒的面积大于上剪切框的面积，使得试验过程中有效剪切面积始终保持不变。 (3)通过新试验仪与常规改进直剪仪所做的对比试验，验证新试验仪的可行性和可靠性；并用应力剪胀理论来独立考查新试验仪所测得的试验数据，以进一步检验新试验仪的可信性。 (4)应用平面有限单元法来分析直剪试验的剪切性状，模拟分析试样与剪切盒内壁之间的摩擦力对试验结果的影响；模拟计算试样的剪切过程，得到试样的应力应变关系及其分布。 (5)利用新试验仪分析研究了南水北调中线工程膨胀性岩土的强度特性，特别对含裂隙结构的原状样剪切性状进行了分析；并通过本次试验指出新研制试验仪在测定包含裂隙等具有结构性和表层滑坡的岩土体强度方面的优势。