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为了方便地开展颗粒状岩土工程材料的剪切试验，研制了一种既能进行双剪切面纯剪试验，又能经过简单的变换组合开展层间剪切试验的纯剪仪。通过建立剪切试验三维有限元模型，验证研制的纯剪仪试验过程中的应力状态，并利用重塑黄土开展了验证试验，确定相关计算关系式。利用体素三维重建的方法，自动生成了可以反映不规则颗粒、空隙和胶结物分布的三维虚拟仿真模型，并初步模拟了美国工程兵旋转压实剪切试验机压实AC-25沥青混合料的过程。分析了压实过程颗粒和胶结物之间应力的差异性，证明了粗集料是剪应力的主要承担者，但胶结物模量的改变对试件的抗剪强度有着很大的影响。