土的抗剪强度是进行路堤和边坡稳定分析时最重要的力学参数,针对实际工况研制结果精准、稳定可靠的试验仪器是岩土工程界长期以来的不懈追求和努力。在实施西部膨胀土项目时,长沙理工大学发明了一种新的CBR试验方法并用物理处治技术成功地将膨胀土用于路堤填筑。为研究填芯路堤的稳定性,课题组还自主研发了与CBR试验配套的土工大直剪仪(获三项实用新型专利)。新仪器该怎样进行试验操作,测试的结果是否稳定可靠,如何确定试验材料的强度参数,这些问题都是需要且值得去研究和解决的。参阅大量文献,本文综述了目前国内外在该领域(重点是直剪仪)的研究现状及进展。从结构组成、工作机理、自主创新等方面对新开发的仪器做了较完整的介绍。与常规直剪仪相比,直线导轨技术的运用、剪切盒的改进以及数显量测系统的配备使新仪器适用范围更广、测试精度更高,尤其适合测试带结构面和裂隙的土样。通过试验设计,采用重型击实制样,分别用新直剪仪和常规小直剪仪对三种不同性质的代表土样(百色膨胀土、长沙红粘土和砂土)进行了对比试验,共完成试验48组。其中两种细粒土分别采取五种不同含水率制样,测试了各自的抗剪强度并分析了它们随含水率的变化规律;砂土则用两种相对密度制样,分别测得其c、φ值并分析了相对密度对抗剪强度的影响。结果表明,细粒土的抗剪强度都随初始含水率的增大而减小,砂土的抗剪强度随相对密度的增大而增大。相同的试验条件下,不管粘性土还是砂土,用大直剪仪测试得到的抗剪强度指标( c、φ)都比用小直剪仪测得的相应指标大。本大直剪仪剪切性能稳定,测试数据可靠。对两类土的多组测试结果做进一步的分析,发现用大、小直剪仪测得的强度参数有良好的线性比列关系,可用修正系数建立它们之间的联系。总结试验操作的过程以及强度参数的确定方法,本文给出了新仪器的试验操作规程。