德国WilleGeotechnik全自动环剪仪可完成高精度环剪试验，环剪试验特点是剪切面恒定不变且位移保持连续，从而模拟出滑坡大位移、长时间的滑动，或长期的蠕变，在此期间，测定土体的抗剪强度，残余剪切应力，以及残余剪切的其他参数。由于采用了精度非常高的传感器，因此可以很好的模拟坡体滑移过程中，土体内部的抗剪强度或残余抗剪强度；同时，由于加配了孔隙水压力传感器，因此在试验过程中，还可以进行孔隙水压力变化的测量。 2100433B

1、试样尺寸：外径/内径：200/100mm，100/50mm，或者更大。 2、应力精度等级：≤0.1%。 3、轴向位移分辨率≤0.001mm。 4、轴向力传感器分辨率≤0.1N。 5、旋转角速度: 600-0.0001°/min。 6、最大连续扭矩：400Nm。 7、剪切位移：无限。 8、设备可通过PC全自动控制试验，也可以手动控制试验。

环剪试验是一种空心扭剪试验，不仅可以保持剪切面积恒定不变，而且可以研究大变形下土体的抗剪能力，更重要的是可以充分克服实心扭剪试验中剪切面上正应力和剪应力分布不均的现象，因此，可假定环剪试验中剪切面上正应力和剪应力是均匀分布的。环剪试验的直接成果为一系列的扭矩M和角位移θ，根据假定及公式推导可得到剪应力τ和剪应变γ的计算公式：

式中：r₁和r₂为空心圆环的内径和外径；h为试样的高度。环剪试验中剪切面上不同半径点的剪切位移是不同的，考虑到剪切面内径和外径较为接近，可通过平均剪切位移来表示环剪试验中的剪切位移。

环剪试验是扭转剪切试验中的一种，特点之一是可以研究大变形下土体的抗剪能力。国外对此方面研究进行得较早，Hvorslev指出，只有扭转剪切方法可以满意地测定土的残余强度 。残余强度反映的是土体内部发生剪损后剪切面上残留的剪应力值，研究残余强度的目的便是探求土体遭受破坏后强度衰减的变化规律，也就是研究大应变条件下强度降低的问题。Skempton 指出，一旦滑动面形成，不论何种类型的土其强度都由残余强度控制。由此可见，残余强度体现了大变形下土的工程性质。洪勇等 在回顾国内外有关土工环剪仪研发及其应用研究工作的基础上指出，环剪试验可以研究土在大剪切位移下的软化变形模式与强度衰减模式。孙涛等 通过环剪仪对超固结黏土的抗剪强度进行了研究，为国内环剪试验研究提供了借鉴，但其重点在土的峰值强度和残余强度特性，并未在试验中测得抗剪强度指标。此外，杨有莲 利用环剪仪对不同土与混凝土接触面的力学特性进行了研究，证明环剪试验是分析量测接触界面残余强度的有效试验方法之一。

利用环剪仪的试验特点，可以研究土体在较大剪切位移下抗剪强度的变化规律。通过对残积土残余和峰值强度的环剪试验测定和对试验数据的整理与对比分析，得到了含水率与残余强度指标之间的关系，证明大变形下残积土具有浸水软化的特性；从应变阈值角度分析了残积土应变软化的性质，不同剪切位移下的残积土具有不同的抗剪强度，所研究的残积土达到峰值强度对应的应变介于0.02～0.06之间，而到达基本稳定的残余强度所需要的应变介于0.06～0.20区域内。研究还发现，矿物成分不同直接影响到残积土的残余强度，是残积土不均匀性的内部因素。

试验土样为福建漳州某边坡详勘钻孔取样。该地区风化剧烈，台风暴雨活动频繁，覆盖层厚，由1～3m坡积黏土和12～20m凝灰质砂岩残积黏性土组成。试验共分6组，土样分别取自滑坡处6个不同位置的勘察钻孔。将每个钻孔取出的原状土土样分为4个试样进行环剪试验，然后将试验过后的废土制成1个重塑土试样进行环剪试验，每组由4个原状土试样和1个重塑土试样组成。与直剪试验不同的是，环剪试验可以用一个试样完成几种正应力下的剪切试验，故本次试验可以获得6组共30个试件的试验数据。各组试样及试验的基本信息列于表1。其中，第4组土样明显与其他组土样颜色不同，呈褐红色。