本實用新型涉及土體原位測試技術研究領域，具體地指一種簡易土體原位直剪儀。
背景技術：
土的抗剪強度是由滑動面上粘聚力和內摩擦力兩部分組成。內摩擦角大小取決于土粒間的摩擦力和連鎖作用，內摩擦角反映了土的摩擦性質。粘聚力是粘性土的特性指標，包括土粒間分子引力形成的原始粘聚力和土中化合物的膠結作用形成的固化粘聚力。一般在工程中都用內摩擦角與粘聚力力學指標衡量土體抗剪強度，通常這兩個指標與土的性質有關，除此之外，還與實驗方法、實驗條件有關，故談及強度指標時，要注明這些條件。
土體抗剪強度試驗目前主要分為室內剪切實驗和現(xiàn)場實驗，多數(shù)情況下所得土體的力學性能參數(shù)是在實驗室內做試驗獲取得到的。即施加不同垂直壓力下，施加水平剪切力進行剪切，求得破壞時的剪應力，然后根據(jù)庫倫定理確定土的抗剪強度參數(shù)內摩擦力和粘聚力。但在一些大型的、特殊的工程中實驗室所得的參數(shù)就有它的局限性，一方面是由于原狀土樣已經被破壞，另一方面室內實驗環(huán)境條件已經有別于室外環(huán)境，故很難再得到很精準的原始數(shù)據(jù)。
鑒于此，有必要在現(xiàn)場條件下進行試驗，從而得到土體實際的力學參數(shù)，進而知道工程的設計和施工。由于試驗在現(xiàn)場進行，能把土體的非均質性及軟弱結構面對抗剪強度的影響更真實地反映出來，比室內土體試驗更符合實際情況。另外，實驗室內的儀器設備不僅價格昂貴、體積笨重，而且操作復雜，對測試環(huán)境要求較高。這就使得用標準儀器在現(xiàn)場進行剪切實驗顯得困難重重。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于提供一種適用于室外的簡易土體原位直剪儀，使其具有攜帶輕便，操作簡單的特點，且在保持現(xiàn)場原狀土要求下，能快速方便地將土樣的應力-應變曲線和粘聚力、內摩擦角等力學參數(shù)標示出來，為后期設計提供準確的原始參數(shù)資料。
本實用新型為解決上述技術問題，所采用的技術方案是：一種簡易土體原位直剪儀，包括剛性支架和用于封裝原狀土的剪切盒，所述剪切盒安裝在剛性支架上；
所述剛性支架為框架結構，可以豎向調節(jié)高度，水平調節(jié)寬度；
所述剛性支架的頂部位置豎向安裝有第一液壓千斤頂，所述剛性支架的側部位置水平安裝有第二液壓千斤頂；
剪切盒的中間預留有縫隙，將剪切盒分為上盒和下盒，所述上盒固定在剛性支架的框架結構內部；
所述上盒的頂部在封裝原狀土后，還安裝有透水蓋板；豎直位移傳感器安裝在剛性支架上，其探頭部分對準透水蓋板的上表面；
所述剛性支架下側部還安裝有水平位移傳感器，其探頭部分對準下盒的外表面；
所述第一液壓千斤頂前段與透水蓋板的上表面之間設有第一壓力傳感器，所述第二液壓千斤頂前段與下盒的外表面之間設有第二壓力傳感器；
所述豎直位移傳感器、水平位移傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器通過數(shù)據(jù)線連接到采集卡的端口，采集卡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X中。
進一步地，所述剛性支架的框架內部還安裝有用于記錄整個實驗過程的攝像頭。
優(yōu)選地，所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器均為S型壓力傳感器。
優(yōu)選地，所述采集卡的型號為DAM-3000，其通過USB-485將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)诫娔X中。
優(yōu)選地，所述剪切盒的中間預留縫隙的寬度為10mm。預留縫隙的間隙寬度設定為10mm,這樣抗剪強度試驗的效果能達到最佳。
本實用新型的有益效果：本實用新型具有攜帶輕便，操作簡單的特點，且在保持現(xiàn)場原狀土要求下，能快速方便地將土樣的應力-應變曲線和粘聚力、內摩擦角等力學參數(shù)標示出來，為后期設計提供準確的原始參數(shù)資料。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1 為一種簡易土體原位直剪儀的結構示意圖；
圖中，剛性支架1、剪切盒2、上盒2a、下盒2b、透水蓋板2c、第一液壓千斤頂3、第二液壓千斤頂4、豎直位移傳感器5、水平位移傳感器6、第一壓力傳感器7、第二壓力傳感器8、采集卡9、電腦10。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。
如圖1所示的一種簡易土體原位直剪儀，包括剛性支架1和用于封裝原狀土的剪切盒2，所述剪切盒2安裝在剛性支架1上；
所述剛性支架1為框架結構，可以豎向調節(jié)高度，水平調節(jié)寬度；
所述剛性支架1的頂部位置豎向安裝有第一液壓千斤頂3，所述剛性支架1的側部位置水平安裝有第二液壓千斤頂4；
剪切盒2的中間預留有10mm寬的縫隙，將剪切盒2分為上盒2a和下盒2b，所述上盒2a固定在剛性支架1的框架結構內部；
所述上盒2a的頂部在封裝原狀土后，還安裝有透水蓋板2c；豎直位移傳感器5安裝在剛性支架1上，其探頭部分對準透水蓋板2c的上表面；
所述剛性支架1下側部還安裝有水平位移傳感器6，其探頭部分對準下盒2b的外表面；
所述第一液壓千斤頂3前段與透水蓋板2c的上表面之間設有第一壓力傳感器7，所述第二液壓千斤頂4前段與下盒2b的外表面之間設有第二壓力傳感器8；
所述豎直位移傳感器5、水平位移傳感器6、第一壓力傳感器7、第二壓力傳感器8通過數(shù)據(jù)線連接到采集卡9的端口，采集卡9將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X10中；
所述剛性支架1的框架內部還安裝有用于記錄整個實驗過程的攝像頭11；
所述第一壓力傳感器7和第二壓力傳感器8均為S型壓力傳感器；
所述采集卡9的型號為DAM-3000，其通過USB-485將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)诫娔X10中。
本實施例的簡易土體原位直剪儀，其工作步驟如下：
步驟一：制樣：在野外場地中心挖一個深度為60cm的正方體，將剪切盒2裝入其中，平整土體的上表面，放上透水蓋板2c。
步驟二：儀器安裝：將剛性支架1錨固在土體中，然后在剛性支架1下側部安裝有水平位移傳感器6，其探頭部分對準下盒2b的外表面，用于檢測剪切位移。再將豎直位移傳感器5安裝在剛性支架1上，其探頭部分對準透水蓋板2c的上表面，測得不同法向力下的壓縮沉降量。接著在剛性支架1的頂部位置豎向安裝第一液壓千斤頂3，在剛性支架1的側部位置水平安裝第二液壓千斤頂4，以提供動力。最后將第一壓力傳感器7、第二壓力傳感器8分別安裝在第一液壓千斤頂3和第二液壓千斤頂4的前段，以實時檢測到壓力變化情況，并安裝好攝像頭11，以備實驗中記錄影像所用。
步驟三：傳感器連接：將豎直位移傳感器5、水平位移傳感器6、第一壓力傳感器7、第二壓力傳感器8用數(shù)據(jù)線接到采集卡9（型號為DAM-3000）的端口，再用USB-485把數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)诫娔X10端，通過自編軟件將數(shù)據(jù)在電腦10實時顯示出來。
步驟四：實驗實施過程：打開軟件操作程序，設置好實驗的一些必要的參數(shù)，并開始實驗。水平向的第二液壓千斤頂4以恒定的速率向前推進，第二壓力傳感器8就將數(shù)據(jù)實時傳送回來，軟件將其以圖形形式展現(xiàn)出來。當水平位移傳感器6檢測到剪切位移達到實驗規(guī)定值時，就停止第二液壓千斤頂4工作，即本次剪切實驗結束。