本实用新型涉及土体原位测试技术研究领域，具体地指一种简易土体原位直剪仪。
背景技术：
土的抗剪强度是由滑动面上粘聚力和内摩擦力两部分组成。内摩擦角大小取决于土粒间的摩擦力和连锁作用，内摩擦角反映了土的摩擦性质。粘聚力是粘性土的特性指标，包括土粒间分子引力形成的原始粘聚力和土中化合物的胶结作用形成的固化粘聚力。一般在工程中都用内摩擦角与粘聚力力学指标衡量土体抗剪强度，通常这两个指标与土的性质有关，除此之外，还与实验方法、实验条件有关，故谈及强度指标时，要注明这些条件。
土体抗剪强度试验目前主要分为室内剪切实验和现场实验，多数情况下所得土体的力学性能参数是在实验室内做试验获取得到的。即施加不同垂直压力下，施加水平剪切力进行剪切，求得破坏时的剪应力，然后根据库伦定理确定土的抗剪强度参数内摩擦力和粘聚力。但在一些大型的、特殊的工程中实验室所得的参数就有它的局限性，一方面是由于原状土样已经被破坏，另一方面室内实验环境条件已经有别于室外环境，故很难再得到很精准的原始数据。
鉴于此，有必要在现场条件下进行试验，从而得到土体实际的力学参数，进而知道工程的设计和施工。由于试验在现场进行，能把土体的非均质性及软弱结构面对抗剪强度的影响更真实地反映出来，比室内土体试验更符合实际情况。另外，实验室内的仪器设备不仅价格昂贵、体积笨重，而且操作复杂，对测试环境要求较高。这就使得用标准仪器在现场进行剪切实验显得困难重重。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种适用于室外的简易土体原位直剪仪，使其具有携带轻便，操作简单的特点，且在保持现场原状土要求下，能快速方便地将土样的应力-应变曲线和粘聚力、内摩擦角等力学参数标示出来，为后期设计提供准确的原始参数资料。
本实用新型为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种简易土体原位直剪仪，包括刚性支架和用于封装原状土的剪切盒，所述剪切盒安装在刚性支架上；
所述刚性支架为框架结构，可以竖向调节高度，水平调节宽度；
所述刚性支架的顶部位置竖向安装有第一液压千斤顶，所述刚性支架的侧部位置水平安装有第二液压千斤顶；
剪切盒的中间预留有缝隙，将剪切盒分为上盒和下盒，所述上盒固定在刚性支架的框架结构内部；
所述上盒的顶部在封装原状土后，还安装有透水盖板；竖直位移传感器安装在刚性支架上，其探头部分对准透水盖板的上表面；
所述刚性支架下侧部还安装有水平位移传感器，其探头部分对准下盒的外表面；
所述第一液压千斤顶前段与透水盖板的上表面之间设有第一压力传感器，所述第二液压千斤顶前段与下盒的外表面之间设有第二压力传感器；
所述竖直位移传感器、水平位移传感器、第一压力传感器、第二压力传感器通过数据线连接到采集卡的端口，采集卡将数据传输到电脑中。
进一步地，所述刚性支架的框架内部还安装有用于记录整个实验过程的摄像头。
优选地，所述第一压力传感器和第二压力传感器均为S型压力传感器。
优选地，所述采集卡的型号为DAM-3000，其通过USB-485将数据实时传输到电脑中。
优选地，所述剪切盒的中间预留缝隙的宽度为10mm。预留缝隙的间隙宽度设定为10mm,这样抗剪强度试验的效果能达到最佳。
本实用新型的有益效果：本实用新型具有携带轻便，操作简单的特点，且在保持现场原状土要求下，能快速方便地将土样的应力-应变曲线和粘聚力、内摩擦角等力学参数标示出来，为后期设计提供准确的原始参数资料。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1 为一种简易土体原位直剪仪的结构示意图；
图中，刚性支架1、剪切盒2、上盒2a、下盒2b、透水盖板2c、第一液压千斤顶3、第二液压千斤顶4、竖直位移传感器5、水平位移传感器6、第一压力传感器7、第二压力传感器8、采集卡9、电脑10。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
如图1所示的一种简易土体原位直剪仪，包括刚性支架1和用于封装原状土的剪切盒2，所述剪切盒2安装在刚性支架1上；
所述刚性支架1为框架结构，可以竖向调节高度，水平调节宽度；
所述刚性支架1的顶部位置竖向安装有第一液压千斤顶3，所述刚性支架1的侧部位置水平安装有第二液压千斤顶4；
剪切盒2的中间预留有10mm宽的缝隙，将剪切盒2分为上盒2a和下盒2b，所述上盒2a固定在刚性支架1的框架结构内部；
所述上盒2a的顶部在封装原状土后，还安装有透水盖板2c；竖直位移传感器5安装在刚性支架1上，其探头部分对准透水盖板2c的上表面；
所述刚性支架1下侧部还安装有水平位移传感器6，其探头部分对准下盒2b的外表面；
所述第一液压千斤顶3前段与透水盖板2c的上表面之间设有第一压力传感器7，所述第二液压千斤顶4前段与下盒2b的外表面之间设有第二压力传感器8；
所述竖直位移传感器5、水平位移传感器6、第一压力传感器7、第二压力传感器8通过数据线连接到采集卡9的端口，采集卡9将数据传输到电脑10中；
所述刚性支架1的框架内部还安装有用于记录整个实验过程的摄像头11；
所述第一压力传感器7和第二压力传感器8均为S型压力传感器；
所述采集卡9的型号为DAM-3000，其通过USB-485将数据实时传输到电脑10中。
本实施例的简易土体原位直剪仪，其工作步骤如下：
步骤一：制样：在野外场地中心挖一个深度为60cm的正方体，将剪切盒2装入其中，平整土体的上表面，放上透水盖板2c。
步骤二：仪器安装：将刚性支架1锚固在土体中，然后在刚性支架1下侧部安装有水平位移传感器6，其探头部分对准下盒2b的外表面，用于检测剪切位移。再将竖直位移传感器5安装在刚性支架1上，其探头部分对准透水盖板2c的上表面，测得不同法向力下的压缩沉降量。接着在刚性支架1的顶部位置竖向安装第一液压千斤顶3，在刚性支架1的侧部位置水平安装第二液压千斤顶4，以提供动力。最后将第一压力传感器7、第二压力传感器8分别安装在第一液压千斤顶3和第二液压千斤顶4的前段，以实时检测到压力变化情况，并安装好摄像头11，以备实验中记录影像所用。
步骤三：传感器连接：将竖直位移传感器5、水平位移传感器6、第一压力传感器7、第二压力传感器8用数据线接到采集卡9（型号为DAM-3000）的端口，再用USB-485把数据实时传输到电脑10端，通过自编软件将数据在电脑10实时显示出来。
步骤四：实验实施过程：打开软件操作程序，设置好实验的一些必要的参数，并开始实验。水平向的第二液压千斤顶4以恒定的速率向前推进，第二压力传感器8就将数据实时传送回来，软件将其以图形形式展现出来。当水平位移传感器6检测到剪切位移达到实验规定值时，就停止第二液压千斤顶4工作，即本次剪切实验结束。