原位直接剪切试验可在地表、竖井和平硐内进行。首先进行开挖试坑和试样制备，试坑工作面尺寸不小于2.5米×1.6米，试样在试坑内制备，同一种岩土体应刻出不少于3个试样。然后，采用加载装置施加不同的法向荷载，最大法向荷载应大于设计荷载，一般分4～5级施加。法向荷载达到相对稳定时，开始沿固定的剪切面直接施加水平剪力，剪切荷载分级施加，每级剪切荷载在预估最大值的8%～10%分级等量施加，也可按法向荷载的5%～10%分级等量施加，直至破坏。通过破坏时的剪应力绘出剪应力与法向应力的关系曲线，然后根据库仑定律，确定内摩擦角和黏聚力两个岩土体抗剪强度指标。原位直接剪切试验的设备主要包括剪力盒、法向荷载施加系统（千斤顶、加压反力装置及滚动滑板构成）、水平剪力施加系统（千斤顶及附属反力支座等构成）以及测量系统。