水土流失是一种累进性或渐变性的地质灾害,是非常重要的生态环境问题。土壤抗冲性是最能体现出区域水土流失过程和规律的指示指标之一。土壤抗冲性是土壤抵抗径流对其机械破坏和推动下移的性能,土壤的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力,两者密切相关。从土壤抗剪强度的角度来研究土壤抵抗径流剪切破坏的能力,那么如何准确原位测定土壤抗剪强度是一个至关重要的问题。关于土壤抗剪强度的测定方法主要还集中在室内实验,试验设备笨重、操作复杂、工期高,实验需要取样并且样品较小易受扰动不能完全反映土体天然状态下的性质。原位测定方法单一、适用范围有限。如十字板剪切仪适用于测定现场饱和黏性土(尤其是均匀饱和软黏土)的原位不排水抗剪强度指标,并且有一些不足:无方向性;十字板贯入一般会引起土壤较大的扰动;十字板轴直径大,与土壤摩檫力增大;并且推导式假定圆柱体四周和上下端面的抗剪强度相等是不够严格的,因为土的固节程度不同和受各向异性的影响,土在水平面和竖直面上抗剪强度并不一致。考虑到土壤抗剪强度测定是为了研究土壤抵抗径流剪切破坏的能力,并且要能够减少土体扰动进行原位测试、测试有方向性、能在土壤表层进行测定、数据采集准确等,本文研制了电子智能土壤原位抗剪力测定仪,为准确测定抗剪强度提供新的方法。文中论述了电子智能土壤原位抗剪力测定仪的工作原理与总体方案,机械部分设计制作了支撑架、剪切环;控制部分设计并完成了驱动系统和智能电子测力仪;智能电子测力仪采用C8051F340作为核心完成了人机界面、数据存储、串口通讯等模块并对其进行了详尽分析;数据分析部分采用VB制作界面并应用MATLAB软件对采集的数据进行数据分析、曲线拟合得出真实的土壤抗剪强度值;最后研制出实际样机并进行了原位测定,对仪器进行了检测。实际运行结果表明,本文所研制的电子智能土壤原位抗剪强度测定仪实践证明确实可行、性能良好、数据稳定,测量精度满足设计指标可以提供合理的力学参数。使土壤抗冲性的研究能够在现场就完成原位测试数据、时实记录数据现场分析数据等测定过程。