专利名称：一种原位测定土壤抗剪强度的剪切环的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水土保持领域，尤其涉及一种原位测定表层土壤抗剪强度的剪切 环。
背景技术：
我国是世界上水土流失最严重的国家之一，土壤侵蚀面积占国土总面积的1/3，并 且表现为强度高，成因复杂，危害严重，尤以西北的黄土、南方的红壤、东北的黑土水土流失 最为强烈。全国1. 07X 108km2耕地中有坡耕地3. 330X 107km2,占总耕地面积的1/3。坡耕 地是水土流失的策源地，不仅大量泥沙倾泄而下危害下游防洪安全，更严重的是水、土、肥 大量流失，导致肥力下降农业生产低而不稳。众多研究表明水土流失的强度与土壤抗冲性密切相关。国外用土壤可蚀性，进一 步分为可分离性和可搬运性。我国一般称为土壤抗侵蚀性，多用抗冲抗蚀性一词。我国从 50年代开始研究土壤可蚀性，但多采用土壤抗侵蚀性。朱显谟将土壤抗侵蚀性分为抗冲性 和抗蚀性，蒋德麒和朱显谟进一步明确了抗冲性和抗蚀性的定义。二者统称为土壤抗冲抗 蚀性。抗冲性主要指土壤抵抗风、水等对土壤的机械破坏作用，而抗蚀性主要指土壤抵抗水 对土粒的分散和悬浮作用。从土壤侵蚀机理考虑土壤抗冲性和抗蚀性的划分具有重要意 义，但从实验角度看，目前尚无法将抗冲性与抗蚀性分开。土壤可蚀性和抗侵蚀性从本质上 讲只是一个问题的两个侧面前者是指土壤对侵蚀作用的敏感性，后者是指土壤对侵蚀作 用的抵抗能力，因此二者都反映了土壤特性与土壤侵蚀的关系。土壤侵蚀是导致土地资源退化乃至彻底破坏的主要原因。定量计算土壤流失量是 合理利用和管理土地资源的科学依据之一。土壤抗冲性是定量计算水土流失的重要指标， 实际上是土壤抗水流冲刷、剪切能力的表现。土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限 能力，其大小就等于剪切破坏时滑动面上的剪应力。可反映土体抵抗径流冲刷的能力，因此 可作为土壤抗冲性指标。土的抗剪强度指标包括内摩擦角和粘聚力两项，指标需要用专门的仪器通过试验 来确定。室内测定土的抗剪强度常用的直接剪切实验、三轴剪切试验、反复直剪强度试验和 无侧限抗压强度试验方法。室外则有十字板剪切试验等方法。直接剪切实验、三轴剪切试 验、反复直剪强度试验和无侧限抗压强度试验方法，是土工实验测定的方法，往往针对的是 比较坚实的土，均需在野外取样，其不足一是剪切试样改变了被测试土体的环境状态，二是 表层土壤由于其多疏松，往往没办法取到剪切试样，所以无法测定成为常态。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提出一种原位测定土壤抗剪强度的剪切环，剪 切环是无上下底的长方形薄壁刚性结构，所述剪切环底部有刃状结构。所述的剪切环，所述剪切环薄壁的厚度为3_5mm。所述的剪切环，其特征在于，所述剪切环长200-250mm，宽150-180mm，高
3100-120mm。所述的剪切环，所述刃状结构的刃面与竖直方向成30° -45°角。所述的剪切环，还包括刚性框架，所述刚性框架内置滑轨，所述剪切环置于所述滑 轨之上滑动。该剪切环与现有技术相比，有以下有益效果1、能够测定坡面原状土 ；2、不存在由于土壤疏松无法取样的问题；3、可测定表层或不同深度的土壤抗剪切强度(由剪切环插入土中的深度控制)；4、有方向性(沿侵蚀水流施力方向)。
图1为本实用新型剪切环的正面视图及尺寸；图2为本实用新型剪切环的侧面视图及尺寸；图3是本实用新型剪切环的立体图；图4是本实用新型带有滑轨的剪切环示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。一种原位测定土壤抗剪强度的剪切环，如图1、图2、图3和图4所示，剪切环是无 上下底的长方形薄壁刚性结构，其底部带有有刃状结构，剪切环可以很方便的插入土体中， 底部设计为内斜刀刃面使得剪切环向下插入土体中受力最小。优选的，剪切环薄壁的厚度为3-5mm。剪切环长200_250mm，宽150_180mm，高 100-120mm。优选的，刃状结构的刃面与竖直方向成30° -45°角。优选的，剪切环还包括一刚 性框架，刚性框架内置滑轨，剪切环置于滑轨之上滑动，可以很方便的控制剪切环的前进方 向，如图4所示是一种具体实施结构，刚性框架内置滑轨，把剪切环置于滑轨之上即可。对剪切环均勻施加水流方向牵引力，通过通用型的增量式编码器进行角位移检 测；用单片机自动记录发生位移前后牵引力的变化，自动分析出水平方向牵引力的最大值， 通过力与土壤抗剪强度的单位换算关系，得到不同深度、不同坡度土壤沿水流方向的抗剪 强度值。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
权利要求一种原位测定土壤抗剪强度的剪切环，其特征在于，剪切环是无上下底的长方形薄壁刚性结构，所述剪切环底部有刃状结构。
2.根据权利要求1所述的剪切环，其特征在于，所述剪切环薄壁的厚度为3-5mm。
3.根据权利要求1所述的剪切环，其特征在于，所述剪切环长200-250mm，宽 150-180mm，高 100_120mm。
4.根据权利要求1所述的剪切环，其特征在于，所述刃状结构的刃面与竖直方向成 30° -45° 角。
5.根据权利要求1所述的剪切环，其特征在于，还包括刚性框架，所述刚性框架内置滑 轨，所述剪切环置于所述滑轨之上滑动。
专利摘要本实用新型公开了一种原位测定土壤抗剪强度的剪切环，剪切环是无上下底的长方形薄壁刚性结构，所述剪切环底部有刃状结构，用于水土流失领域的原位测定表层土壤抗剪强度。
文档编号E02D1/02GK201678992SQ201020203458
公开日2010年12月22日 申请日期2010年5月26日 优先权日2010年5月26日
发明者贾锐鱼, 赵晓光 申请人:西安科技大学