本实用新型属于土工试验技术领域，涉及一种粘性土切土器，具体涉及一种变内径环刀切土器。
背景技术：
在三轴剪切试验、无侧限抗压强度试验等均需要切取原状圆柱体粘性土试样。目前，圆柱形原状试样切土器主要有以下两种：
第一种是钉盘式切土器。该切土器主要由上下活动钉盘和确定试样直径的靠板组成，切土操作方法是，将预定试样切成与钉盘近似大小的土样，削平两端面，置于上下钉盘之间顶紧，转动中轴，用切土刀或钢丝锯沿着靠板方向逐渐切削，即可切成所需圆柱体试样。该方法缺点是上下钉盘需刺入土样一定深度方可固定土样，这样对土样上下两端会造成一定破坏，并需要将两端较多的土样切除，造成土样浪费，使野外采取的原状土样高度比试样大许多。由于该方法的切刀始终与试样圆柱面相切，不容易得到一个完整意义上圆柱体试样。
第二种是环刀式切土器。切土环刀与普通固结试验环刀相似，一端有切土刃口，内径和高度等于试样直径和高度。切土方法是将环刀刃口向下放在土样上，边压边用切土刀沿环刀外侧切削土样，至土样高出环刀，整平两端，将土样从环刀中推出，即可得到所需圆柱体试样。该方法缺点在于，由于切土器内壁与土样之间接触面积大，形成较大摩擦力，下压环刀困难，对下部土样会产生一定程度的破坏，在从切土器中推出试样时也容易挤压试样，对试样高度较大的三轴试验和无侧限抗压强度试验试样，这种缺点尤为突出。
技术实现要素：
本实用新型很大程度上克服了现有切土器对试样结构容易产生破坏的缺点，目的就在于通过采用变经环刀切取试样，极大减少环刀内壁与试样接触面积，减少摩擦力，实现在切样过程中减少土样扰动和更好保护土样结构的目的，从而提供了一种变径环刀切土器。
本实用新型技术解决方案：一种变径环刀切土器，包括变径环刀、嵌条和固定螺丝，变径环刀的内壁由直径不同的上、下两段组成，下段设有刃口，上段内壁有嵌槽，嵌条插入嵌槽内并用固定螺丝固定在变径环刀内壁上。
进一步，所述嵌条长度与嵌槽相同，其厚度大小等于嵌槽深度与环刀内壁上下段半径之差的和，即嵌条插入嵌槽后，嵌条内壁构成圆的直径等于环刀下段内壁直径，也等于试样直径。
进一步，所述固定螺丝的螺杆固定在嵌条的上端，螺杆设有一个螺母，变径环刀上段嵌槽顶部设有U形让位槽，螺杆插入U形让位槽中通过螺母紧固。
进一步，变径环刀
内壁下段的高度约为变径环刀内壁总高度的五分之一至十分之一，刃口斜面位于变径环刀外壁。
本实用新型的有益效果是：
（1）切取的试样是完整的圆柱体，并能有效减少切样过程中对土样的扰动破坏。采用变径环刀切样，只有下段环刀和嵌条内壁与试样接触，接触面积小，极大减少了摩擦阻力，从而减少了切样过程中因下压环刀对试样结构的破坏，同时推出试样时，减少了挤压力。嵌条对进入环刀内的试样形成侧限钢支撑，防止下压环刀时出现歪斜现象。
（2）本切土器结构简单，操作方便。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的横截面结构示意图。
图2是本实用新型实施例1的A—A纵剖面结构示意图。
图3是本实用新型实施例1的B—B纵剖面结构示意图。
具体实施方式
本实用新型通过下面实施例可以对本实用新型作进一步的描述，然而，本实用新型的范围并不限于下述实施例。
实施例1：
变径环刀与常用压缩环刀类似，一端有刃口，用铜、不锈钢等金属材料制成，为圆筒状，整个环刀分为内径不同的上、下两段，下段内径较小，大小等于试样直径，其高度小，约为环刀高度的五分之一到十分之一，刃口位于下段的一端，刃口斜面位于外壁。上段内径相对较大，切样过程中，该段环刀内壁与试样不接触。在上段内壁有嵌槽，嵌槽横截面类似梯形，两侧面与底面夹角小于90°，嵌槽宽度较小，在嵌槽顶部中间部位有U让位形槽。
所述嵌条为条状，长度等于环刀上段高度，横截面类似嵌槽，底面形状、大小以及两侧面与底面夹角均与嵌槽相同，即嵌条刚好能插入嵌槽并只能顺着嵌槽长度方向插入或拉出。嵌条顶面（或称内壁）为圆弧面，圆弧对应直径等于环刀下段直径（即等于试样直径），厚度大于嵌槽深度，大小等于嵌槽深度与环刀内壁上、下段半径之差的和，即嵌条嵌入嵌槽后，嵌条内壁与环刀下段内壁在同一圆柱面内，所构成圆柱面直径等于试样直径。
假定现在需切取一个直径61.8mm高125mm的圆柱体试样。
如图1～3所示，所述变径环刀1为圆筒状，高度125mm（等于试样高度），圆筒外径d3=66.8mm，依据其内径的不同分为上段h1和下段h2，h1=105mm，h2=20mm，靠近下段一端有刃口，圆筒下段内径d0=61.8mm（等于试验试样直径），高20mm，最大壁厚2.5mm，外壁刃口斜面高度10mm。圆筒上段内径为d1=62.8mm（比下段和试样直径大1mm，单边大0.5 mm），切样过程中其圆筒上段内壁与试样之间有0.5mm宽的间隙，上段高度105mm，壁厚1.5mm。在上段内壁均匀分布6个嵌槽，嵌槽长105mm，深度1mm，底面为圆弧或平面，两侧边与底面夹角45°。每个嵌槽顶部有一个U让位形槽，其宽度3mm，深度5mm。
所述嵌条2呈条状，长105mm（等于嵌槽长度），刚好能插入嵌槽，底面或外壁（较长的面）和侧面尺寸与嵌槽相同，顶面或内壁为圆弧状，嵌条2的内圆弧直径与圆筒下段内径一样d0=61.8mm，嵌条2厚1.5mm等于嵌槽的深度1mm与环刀上下段半径之差0.5mm的和，即嵌槽底面内径d2=64.8mm。
所述固定螺丝3的螺丝杆一端垂直固定在嵌条2外壁，直径2mm（能顺利嵌入U让位形槽），其中心距离嵌条顶端3.5mm，螺丝杆上有一直径6mm的活动螺母，嵌条2插入嵌槽，固定螺丝杆3刚好嵌入U让位形槽中，螺母上边缘比变径环刀上端面低1mm，以免影响土样上端面削平。拧紧螺母即可将嵌条固定在环刀内壁上。
本实用新型切取试样时，先安装变径环刀，即将嵌条嵌入变径环刀内壁上端嵌槽内并拧紧螺丝固定，内壁涂抹凡士林，然后，将环刀刃口向下放在土样上，垂直下压环刀，用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边切削至土样高出环刀，整平环刀两端土样。最后，松开固定螺丝3并逐一抽出所有嵌条2，由刃口一端向另一端推出试样，切样结束。
以上所述仅为本使用新型实施例，并非因此限制本实用新型的范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效形状或结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。