單剪試驗是指對試樣施加垂直壓力后，直接在試樣上下面施加剪應力，直至發生剪切破壞的剪切試驗。其變形原理如下圖所示：

剪應變的計算公式為：

在PFC2D中，采用球顆粒模擬砂粒，視砂粒之間的不存在內聚力作用，砂粒之間的接觸采用線性接觸模擬。建立一個正方形的試樣，四周邊界采用墻體模擬，試樣如下圖所示：

單剪試驗分兩個階段進行：固結階段和單剪階段。在各向同性固結階段，基于伺服原理對邊界墻體施加壓力，試樣在規定的圍壓下達到平衡；然后禁用邊界墻體的伺服功能，為頂部墻體施加水平速度，為左右側墻體施加轉動速度，模擬單剪試驗。通過FISH函數等對試樣的軸向應力、側向應力、軸向應變、側向應變、切應變等參量進行了監測。使用測量圓對試樣的應力和應變進行監測。

仿真得到的試樣的力鏈分布、切應力與切應變的關系曲線如下圖所示：

單剪試驗模擬過程中顆粒的速度矢量圖如下圖所示。

建模過程及代碼展示如下：