土壤的剪力強度直接影響邊坡穩定、土壓力、及基礎承載力等大地工程分
析之結果，而土壤的剪力強度由直接剪力試驗儀測定是人們最廣泛使用的
試驗方法，由於在傳統的直接剪力試驗中仍存有許多的缺點，會明顯地影
響土壤直接剪力試驗的結果，尤其對於含礫石之非凝聚性土壤影響幅度比
較可觀，因此本研究首先針對含礫石之非凝聚性土壤進行直接剪力試驗研
究，探討諸如粒徑大小、儀器尺寸、加壓蓋板傾斜等因素對於含礫石之非
凝聚性土壤的有效內摩擦角及體應變等直接剪力試驗結果的影響；除此以
外並在研究中採用彈塑性應變軟化的模式，模擬分析過壓密黏土的大型直
接剪力試驗結果，利用網格變形、等應變能密度增量線、等孔隙水壓增量
線、及蓋板和側壁正向應力的分析結果探討直接剪力試驗中土樣內部所形
成的剪應力、被動破壞面、主動破壞面、應力鬆弛、及潛在剪力帶等不均
勻分佈之直接剪力試驗現象。研究顯示以下主要結論：（１）直接剪力試
驗在土樣內的實際破壞型式遠比指定上下盒界面為破壞面的方式複雜。（
２）粒徑愈大的礫質砂土其有效內摩擦角愈大。（３）直接剪力試驗若不
考慮水平力規固定端因推力造成之摩擦力時，有效內摩擦角將會偏高。（
４）和剪力抵抗有關的效應除了摩擦效應及擴張效應以外，應當要包括土
壤顆粒在試驗過程因剪斷所產生的效應。
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