本实用新型涉及土工试验领域，尤其涉及一种简易非饱和土环剪装置。
背景技术：
在研究岩土工程问题时，非饱和土随处可见，主要为自然干燥土，尤其在边坡工程中很常见，因此研究非饱和土的力学性质是非常必要的。非饱和土力学涉及到一系列工程实际，如土坝的建造、竖直开挖的边坡稳定及黄土湿陷等许多工程实际问题，均要对土的抗剪强度特性有深入的了解才能解决。非饱和土残余强度是边坡稳定性评价与预测预报的关键性内容，开展非饱和土残余强度研究具有重要的工程意义。
非饱和土环剪装置是一种用于测试非饱和土残余强度的仪器，残余强度是土体在破坏之后保持残余变形和抵抗外部荷载的能力，是评价边坡稳定性的基本指标，目前的环剪仪不能实现一定气压作用下土样残余强度的精准测量，且功能比较单一。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术不能测量非饱和土残余强度的问题，提供一种简易非饱和土环剪装置，可用来测试一定气压作用下非饱和土的残余强度，满足了试验多样化的要求。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：
一种简易非饱和土环剪装置，包括环形土样侧板、空气压缩机、转轮和电机，所述环形土样侧板具有容纳圆柱形土样的圆柱形土样腔，环形土样侧板顶部设有顶盖，所述顶盖朝向圆柱形土样腔的一侧固定连接有钢片，所述顶盖外部设有转轮，所述电机的动力输出轴通过传动机构与转轮动力连接，电机用于通过传动机构以及转轮驱动顶盖转动；所述空气压缩机通过导气管 与环形土样侧板的圆柱形土样腔相连通。
为了更好地实现本实用新型，所述环形土样侧板由上环形侧板和下环形侧板上下盖合组成，所述上环形侧板内部具有上半部圆柱形土样腔，所述下环形侧板内部具有下半部圆柱形土样腔。
本实用新型提供一种优选的钢片与顶盖连接结构技术方案是：所述顶盖朝向圆柱形土样腔的一侧开有卡槽，所述钢片紧密卡接固定于顶盖的卡槽中。
本实用新型提供一种优选的传动机构技术方案是：所述传动机构包括皮带和皮带轮，所述皮带轮固定连接于电机的动力输出轴端部，所述转轮固定连接于顶盖外部的中心位置处，所述转轮与皮带轮通过皮带动力连接。
本简易非饱和土环剪装置还包括底板、平板和竖杆，所述环形土样侧板的底部固定于底板上表面，所述竖杆垂直连接于底板上表面，竖杆上固定连接设有平板，所述电机放置于平板上。
作为优选，所述底板为圆柱体形状，底板的底面直径为25cm，底板的高度为0.2cm；所述上环形侧板和下环形侧板均为圆柱体形状，所述顶盖为圆形形状，顶盖的直径为16cm。
本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本实用新型的空气压缩机通过导气管向圆柱形土样腔中通入空气，通过环形土样侧板的进气孔施加不同大小的气压，从而实现一定气压下土样残余强度测试的目的。电机通过传动机构将动力传输至转轮上，转轮驱动顶盖转动，进而通过钢片带动非饱和圆柱形土样上半部分旋转剪切，从而实现一定气压作用下土样残余强度测试的目的。
(2)本实用新型可用来测试一定气压作用下非饱和土的残余强度，满足了试验多样化的要求。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，附图中的附图标记所对应的名称为：
1－空气压缩机，2－导气管，3－卡槽，4－上环形侧板，5－下环形侧板，6－底板，7－平板，8－竖杆，9－电机，10－皮带，11－钢片，12－转轮，13－顶盖。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明：
实施例
如图1所示，一种简易非饱和土环剪装置，包括环形土样侧板、空气压缩机1、转轮12、电机9、底板6、平板7和竖杆8，环形土样侧板的底部固定于底板6上表面，竖杆8垂直连接于底板6上表面；本实施例优选的底板6为圆柱体形状，底板6的底面直径为25cm，底板6的高度为0.2cm。竖杆8上固定连接设有平板7，电机9放置于平板7上。环形土样侧板具有容纳圆柱形土样的圆柱形土样腔，环形土样侧板由上环形侧板4和下环形侧板5上下盖合组成，上环形侧板4内部具有上半部圆柱形土样腔，下环形侧板5内部具有下半部圆柱形土样腔，上半部圆柱形土样腔与下半部圆柱形土样腔共同构成环形土样侧板的圆柱形土样腔；本实施例优选的上环形侧板4和下环形侧板5均为圆柱体形状，上环形侧板4和下环形侧板5共同构成圆柱体形状的环形土样侧板，上环形侧板4高度为3cm，上环形侧板4的外径为16cm、内径为15.6cm，下环形侧板与上环形侧板尺寸相同，顶盖13为圆形形状，顶盖13的直径为16cm。上环形侧板4的上半部圆柱形土样腔朝上具有顶部开口，顶盖13盖合封闭住上环形侧板4的顶部开口。
环形土样侧板顶部设有顶盖13，即上环形侧板4顶部设有顶盖13，顶盖13盖住上半部圆柱形土样腔；顶盖13朝向圆柱形土样腔的一侧固定连接有钢片11，如图1所示，钢片11设置于顶盖13的下侧，顶盖13外部设有转轮12，电机9的动力输出轴通过传动机构与转轮12动力连接，电机9用于通过传动机构以及转轮12驱动顶盖13转动；空气压缩机1通过导气管2 与环形土样侧板的圆柱形土样腔相连通。
顶盖13朝向圆柱形土样腔的一侧开有卡槽3，如图1所示，顶盖13朝向钢片11一侧开有与钢片11相对应的卡槽3，钢片11紧密卡接固定于顶盖13的卡槽3中，顶盖13下侧的卡槽3提供了钢片11配合快速卡接的结构，使得钢片11与顶盖13之间的连接与拆卸更为方便。本实施例顶盖13下侧卡槽3的长度为10cm，卡槽3可以为独立部件并通过螺钉与顶盖13底部固定连接，钢片11的长度也为10cm，安装时钢片11的刃口朝下，装样时钢片11将嵌入非饱和圆柱形土样，并固定住非饱和圆柱形土样；顶盖13左侧设有直径0.5cm的进气孔，顶盖13通过进气孔与导气管2连通，空气压缩机1通过导气管2向进气孔、环形土样侧板的圆柱形土样腔通入空气，通过进气孔施加不同大小的气压，从而实现一定气压下土样残余强度测试的目的；顶盖13与转轮12连接，转轮12通过皮带10、皮带轮与电机9的动力输出轴动力连接，这样电机9就带动顶盖13转动，转轮12的直径为4cm，转轮12位于顶盖13顶部，通过皮带与电机相接，实现一定转速的剪切。
如图1所示，传动机构包括皮带10和皮带轮，皮带轮固定连接于电机9的动力输出轴端部，转轮12固定连接于顶盖13外部的中心位置处，转轮12与皮带轮通过皮带10动力连接，电机9的动力输出轴带动皮带轮轴向旋转运动，皮带轮与转轮12之间通过皮带10动力连接，那么皮带轮通过皮带10驱动转轮12转动，转轮12带动顶盖13在上环形侧板4顶部转动；使用时，由于顶盖13下端的钢片11置于圆柱形土样腔中的非饱和圆柱形土样上部部分，这样顶盖13及钢片11带动非饱和圆柱形土样的上半部分旋转剪切，从而实现一定气压作用下土样残余强度测试的目的。
本实用新型的工作原理如下：
将非饱和圆柱形土样放置于环形土样侧板中的圆柱形土样腔中，让顶盖13底部的钢片11嵌入到非饱和圆柱形土样中，这样钢片11、顶盖13与非饱和圆柱形土样上半部分就固为一个整体，顶盖13转动就会带动钢片11转 动，钢片11就会带动非饱和圆柱形土样上半部分旋转剪切。空气压缩机1工作，并通过导气管2向圆柱形土样腔中通入空气，通过环形土样侧板的进气孔施加不同大小的气压，从而实现一定气压下土样残余强度测试的目的。电机9启动，电机9的动力输出轴驱动皮带轮转动，皮带轮通过皮带10将动力传输至转轮12上。转轮12驱动顶盖13转动；顶盖13以一定的速度旋转，进而通过钢片11带动非饱和圆柱形土样上半部分旋转剪切，从而实现一定气压作用下土样残余强度测试的目的。
上述实施方式只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近似替换，均应落在本实用新型的保护范围内。