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分别简述直剪试验和三轴压缩试验的原理。比较二者之间的优缺点和试用范围。

答：直剪试验：一、由杠杆系统通过活塞对试样施加垂直压力，水平推力则由
等速前进的轮轴施加与下盒，使试样在沿上、下盒水平接触面产生剪切位移。剪应力大小则根据量
力环上的测微表，由测定的量力环变形值经换算确定。活塞上的测微表用于测定试样在法向
应力作用下的固结变形和剪切过程中试样的体积变化。
三轴压缩试验：轴向加压系统用以对试样施加轴向附加压力，并可以控制
轴向应变的速率；周围压力系统则通过液体对试样施加周围压力；试样为圆柱形，
并用橡皮膜包裹起来，以使试样中的空隙水与膜外液体完全隔开。试样中的空隙
水通过其底部的透水面与空隙水压力测量系统连通，并由空隙水压力阀门控制。
直剪试验缺点：（1）剪切过程中试样内的剪应变和剪应力分布不均匀。
（2）剪切面人为地限制在上、下盒的接触面上，而该平面并非是试样抗剪最弱
的剪切面。
（3）剪切过程中试样面积逐减小，且垂直荷载发生偏心，但计算抗剪强度时却
按受剪面积不变和剪应力均匀分布计算。
（4）不能严格控制排水条件，因而不能测量试样中的空隙水压力。
（5）根据试样破坏时的法向应力和剪应力，虽可算出大、小主应力?1、?2
的数值，但主应力?2无法确定。
三轴试验的有点：（1）试验中能严格控制试样的排水条件，准确测定试样在
剪切过程中空隙水压力变化，从而可定量获得土中有效应力变化情况；
（2）与直剪试样对比起来，试样中的应力状态相对地较为明确和均匀，不硬
性指定破裂面位置：
（3）除抗剪强度指标外，还可测定如土的灵敏度、侧压力系数、空隙水压力
系数等力学指标。