CN112067387B - 一种用于冻土的批量制样装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于冻土的批量制样装置及其使用方法，包括：底座、安装架和制冷机构，安装架设置在底座的正上方，制冷机构和底座连通，安装架的底面竖直设有支撑杆，支撑杆的底端和底座的顶面之间可拆卸连接，底座的顶面开设有多个腔室，安装架的底面设有多个制样机构，且制样机构的底端紧贴在腔室的内部；制样机构包括伸缩件、压块和成型筒，伸缩件竖直设置在安装架的底面上，压块固定设置在伸缩件的底端上，成型筒位于腔室内，压块滑动设置在成型筒内。本发明能够提高制样的效率，适宜开展批量冻土力学实验，采用液压伸缩杆提供压力使得制样压力更加稳定、精确；消除了冻土结构扰动的问题；便于制样的取出。

Description

一种用于冻土的批量制样装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及冻土制样技术领域，特别是涉及一种用于冻土的批量制样装置及其使用方法。

背景技术

冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土(数小时/数日以至半月)/季节冻土(半月至数月)以及多年冻土(又称永久冻土，指的是持续二年或二年以上的冻结不融的土层)。深部土由于上层土体自重原因受到较大的荷载，在对深部土进行原位冻结形成人工冻土时，冻土的形成条件为有压冻结。深埋原位冻结人工冻土，由于其所处地层深度大、形成条件与常规重塑土的人工冻土试样的形成条件差异大，其物理力学性质与常规重塑土的人工冻土试样的力学性质之间存在很大差异，因此在制备室内试验冻土试样时，应尽可能模拟冻土原位形成条件。

随着冻土力学的发展，对深部冻土的研究尺度逐渐从宏观转向细观层面，目前采用较多的为CT扫描技术，由于CT设备平台尺寸与扫描分辨率的限制，试样尺寸需要毫米级，由此带来了诸多制样问题，导致传统的冻土制样方法不能满足现有需求。目前主要有两种实现方法：方法一：对常规三轴仪进行改装，使固结、冻结全都在实验机上完成，然后对制备的冻土试样进行切削制成符合CT扫描尺寸的试样；方法二：对K0固结仪进行改装，在其外侧增加冷冻系统，土样经K0固结后进行冻结，制成标准尺寸的模拟深埋人工冻土试样，然后对冻土试样进行切削加工。这两种方法都存在明显不足：方法一虽然能够模拟深埋人工冻土形成条件，但固结时径向为液性侧限，相较于深部冻土形成时的刚性侧限存在一定误差，且这种方法试验机占用时间长，一次只能完成一个试样，试验机时费用昂贵，不适宜高效的开展大量深部冻土力学试验。方法二虽然能够模拟深埋人工冻土形成时的刚性侧限，这种方法单次只能制备一个试样，且冻土切削过程存在尺寸不准确和冻土结构扰动问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于冻土的批量制样装置，用于解决现有技术中径向为液性侧限、存在一定误差，一次只能完成一个试样，试验机时费用昂贵，不适宜高效的开展大量深部冻土力学试验；单次只能制备一个试样，且冻土切削过程中存在尺寸不准确和冻土结构扰动的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于冻土的批量制样装置，所述用于冻土的批量制样装置包括：底座、安装架和制冷机构，所述安装架设置在底座的正上方，所述制冷机构和底座连通，所述安装架的底面竖直设有支撑杆，所述支撑杆的底端和底座的顶面之间可拆卸连接，所述底座的顶面开设有多个腔室，所述安装架的底面设有多个制样机构，且制样机构的底端紧贴在腔室的内部；

所述制样机构包括伸缩件、压块和成型筒，所述伸缩件竖直设置在安装架的底面上，所述压块固定设置在伸缩件的底端上，所述成型筒位于腔室内，所述压块滑动设置在成型筒内；

所述成型筒包括一个上盖和两个下半盖，两个所述下半盖之间拼接形成一个圆柱形筒，所述上盖和两个下半盖拼接形成为成型筒，两个所述下半盖和上盖的外侧之间通过锁紧环锁紧，所述圆柱形筒的内底部设有成型垫板，所述成型垫板、压块和两个下半盖之间形成有成型腔，所述圆柱形筒的内底面设有称重传感器，所述成型垫板的底面和称重传感器顶面之间设有支撑弹簧，所述圆柱形筒的内底面设有止位块，所述止位块的顶面设有荷重传感器。

优选的，所述下半盖的顶端内壁开设有环形槽，所述上盖的底端设有环形圈，且环形圈位于环形槽内，所述下半盖的顶端外侧、上盖的底端外侧均设有外螺纹，所述锁紧环的内侧开设有内螺纹，且外螺纹和内螺纹之间螺纹连接。

优选的，两个所述下半盖的底端互相拼接的位置处通过第一卡槽、第一卡块互相卡合，两个所述下半盖的侧壁的横截面均为半圆环型结构，两个所述下半盖的侧壁之间通过条形卡槽和卡条互相卡合。

优选的，所述底座的顶面设有多个凸台，所述支撑杆的底端设有连接台，所述连接台的底端设有凸块，所述凸台的顶面开设有预定位槽，所述凸块和预定位槽互相配合，所述凸台和连接台之间通过螺栓可拆卸连接。

优选的，所述底座的底面设有底盘，所述制冷机构设置在底盘上，所述制冷机构包括制冷箱、导流管、螺旋孔和连接孔，所述制冷箱、导流管、螺旋孔和连接孔之间形成循环冻结系统，所述螺旋孔和连接孔开设在底座内，所述螺旋孔围绕在腔室的周围，所述连接孔用于连接相邻的两个螺旋孔，所述制冷箱安装在底盘的前端上，所述导流管用于连接制冷箱和连接孔。

优选的，所述制冷箱内设有循环泵、制冷片和酒精，所述制冷片设置在制冷箱的内底面上，所述制冷片的吸热面沉浸在酒精内，所述循环泵用于带动酒精在导流管、螺旋孔和连接孔之间循环流动。

优选的，所述安装架的内部设有十字筋板，还包括控制器，所述控制器内设有控制模块，所述控制模块和循环泵、制冷片电性连接。

优选的，所述控制器内还设有计时模块和显示模块，所述控制模块和计时模块、显示模块电性连接，所述成型垫板顶面设有温度传感器，所述伸缩件为液压伸缩杆，所述控制模块和液压伸缩杆、温度传感器、称重传感器、荷重传感器之间电性连接。

优选的，所述制样机构的数量为五个，其中一个制样机构设置在十字筋板的底面上，所述支撑杆的数量为四个，四个所述支撑杆和其中四个所述制样机构互相间隔分布。

此外，本发明还提供了一种用于冻土的批量制样装置的使用方法：

加土作业：向成型筒内加入土壤原料，称重传感器检测到的重量数据传输到控制模块并通过显示模块显示出来，当加入的土壤原料达到预定的重量时，停止添加土壤原料；

压实作业：启动伸缩件，所述伸缩件的底端伸长带动压块在所述成型筒内向下移动，所述压块和成型板共同挤压土壤原料，以形成制样，其中，荷重传感器检测到的压力数据在显示模块内显示出来，当压力值达到预定的阈值时，停止所述伸缩件继续伸长的动作；

保压作业：通过计时模块记录的时间在显示模块上显示出来，当压实时间达到预定的阈值时，缩短所述伸缩件并使压块脱离制样；

降温作业：启动制冷箱内的制冷片和循环泵，所述制冷片降低酒精的温度，所述循环泵带动低温酒精在导流管、螺旋孔和连接孔之间循环流动，从而降低土壤原料周围的温度；

取样作业：拧松锁紧环并分离上盖和下半盖，然后分离两个所述下半盖从而取出冻土制样。

如上所述，本发明的用于冻土的批量制样装置，至少具有以下有益效果：

使用时，把土壤原料放置在成型筒内，然后通过控制器启动伸缩件，伸缩件的底端伸长带动压块在成型筒内向下移动，压块和成型垫板共同挤压土壤原料，同时启动制冷箱内的制冷片和循环泵，制冷片降低酒精的温度，然后循环泵带动低温酒精在导流管、螺旋孔和连接孔之间循环流动，从而降低土壤原料周围的温度，土壤原料在低温和压力的作用下可以形成冻土，多个制样机构可以同时制备多个冻土试样，并且多个试样受到的竖向载荷值相等，提高制样的效率，适宜开展批量冻土力学实验，采用液压伸缩杆提供压力使得制样压力更加稳定、精确；此外，每次成型的冻土尺寸稳定准确，不需要切削作业，消除了冻土结构扰动的问题；制样完毕后，旋拧锁紧环然后向上拉出上盖，再把两个下半盖分离开，从而取出制样，便于制样的取出。

附图说明

图1显示为本发明的用于冻土的批量制样装置的立体图。

图2显示为本发明的用于冻土的批量制样装置的俯视图。

图3显示为本发明的用于冻土的批量制样装置的主视图。

图4显示为本发明的用于冻土的批量制样装置的侧视图。

图5显示为本发明的用于冻土的批量制样装置中底座、底盘和制冷机构之间的立体图。

图6显示为本发明的用于冻土的批量制样装置中底座、底盘和制冷机构之间的俯视图。

图7显示为本发明的用于冻土的批量制样装置中安装架、伸缩件和成型筒之间的立体图。

图8显示为本发明的用于冻土的批量制样装置中安装架、伸缩件和成型筒之间的主视图。

图9显示为本发明的用于冻土的批量制样装置的图8中A处放大图。

图10显示为本发明的用于冻土的批量制样装置中上盖、下半盖和压块之间的剖视图。

图11显示为本发明的用于冻土的批量制样装置的图10中B处放大图。

图12显示为本发明的用于冻土的批量制样装置中成型垫板、称重传感器位置处的剖视图。

图13显示为本发明的用于冻土的批量制样装置中两个下半盖对接的俯视图。

图14显示为本发明的用于冻土的批量制样装置中的框图。

元件标号说明：底座1、腔室11、凸台12、预定位槽121、安装架2、支撑杆21、连接台211、凸块212、十字筋板22、制样机构3、伸缩件31、压块311、成型筒32、上盖321、下半盖322、第一卡块3221、卡条3223、条形卡槽3224、锁紧环323、环形圈324、环形槽325、成型垫板326、支撑弹簧327、称重传感器328、止位块329、荷重传感器3291、底盘5、制冷箱6、导流管61。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图14。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。

如图1-4所示，本发明提供一种用于冻土的批量制样装置，包括：底座1、安装架2和制冷机构，安装架2设置在底座1的正上方，底座1采用扁平状圆柱形台结构，制冷机构和底座1连通，如图5、6所示，底座1的底面设有底盘5，制冷机构设置在底盘5上，底盘5由矩形板和圆形板组成，其中，底座1固定在圆形板的顶面上，制冷机构安装在矩形板的顶面上，具体而言，制冷机构包括制冷箱6、导流管61、螺旋孔和连接孔，制冷箱6、导流管61、螺旋孔和连接孔之间形成循环冻结系统，从而为冻土形成提供低温条件，螺旋孔和连接孔开设在底座1内，螺旋孔围绕在腔室11的周围，连接孔用于连接相邻的两个螺旋孔，制冷箱6安装在底盘5的前端上，导流管61用于连接制冷箱6和连接孔，制冷箱6内设有循环泵、制冷片和酒精，制冷片设置在制冷箱6的内底面上，制冷片的吸热面沉浸在酒精内，循环泵用于带动酒精在导流管61、螺旋孔和连接孔之间循环流动，循环泵、制冷片均通过导线和蓄电池连接。

使用时，通过控制器启动制冷箱6内的制冷片和循环泵，制冷片降低酒精的温度，其中，制冷片也即是热电半导体制冷组件，制冷片的吸热面沉浸在酒精内，制冷片的散热面延伸至空气中，从而降低酒精的温度，循环泵带动低温酒精在导流管61、螺旋孔和连接孔之间循环流动，从而为腔室11内的制样机构3提供低温环境，利于冻土的形成。

如图1-6所示，安装架2的底面竖直设有支撑杆21，支撑杆21的横截面为圆形结构，支撑杆21的底端和底座1的顶面之间可拆卸连接，以便于把安装架2可拆卸的连接在底座1上，便于维修、更换，具体而言，底座1的顶面设有多个凸台12，凸台12的数量为四个，且四个凸台12沿着底座1的周向均匀分布，如图7-9所示，支撑杆21的底端设有连接台211，连接台211为圆柱形台，其中，连接台211的底端设有凸块212，连接台211和凸块212位一体化成型，凸台12的顶面开设有预定位槽121，预定位槽121为圆柱形凹槽，凸块212和预定位槽121互相配合，凸台12和连接台211之间通过螺栓可拆卸的连接。

使用时，把连接台211放置在凸台12上，同时把凸块212放置到预定位槽121内，具有预定位的作用，然后通过螺栓把凸台12和连接台211连接在一起，实现安装架2的可拆卸连接支撑，利于取出冻土制样。其中，底座1通过凸台12支撑起连接台211，连接台211通过支撑杆21支撑起安装架2，从而支撑固定住安装架2，具备良好的支撑固定作用。

如图1、5-7所示，底座1的顶面开设有多个腔室11，腔室11采用圆柱形腔，腔室11的数量为五个，其中一个腔室11位于底座1的中心位置处，另外四个腔室11沿着底座1的周向均匀分布，安装架2的底面设有多个制样机构3，且制样机构3的底端紧贴在腔室11的内部，具体而言，制样机构3的数量为五个，其中一个制样机构3设置在十字筋板22的底面上，支撑杆21的数量为四个，四个支撑杆21和其中四个制样机构3互相间隔分布。使用时，多个制样机构3可以同时制备多个冻土试样，提高制样的效率，适宜开展批量冻土力学实验。

如图8、10所示，制样机构3包括伸缩件31、压块311和成型筒32，伸缩件31竖直设置在安装架2的底面上，其中，伸缩件31采用液压伸缩杆，压块311固定设置在伸缩件31的底端上，压块311采用圆柱形台，且压块311的外径等于成型筒32的内径，成型筒32位于腔室11内，成型筒32的外壁和腔室11的内壁紧贴设置，利于低温酒精经过螺旋孔给成型筒32内的土壤原料降温，提供低温环境，压块311滑动设置在成型筒32内，其中，压块311的外壁、压块311的内壁均为光滑面。

使用时，通过控制模块控制液压伸缩杆伸长，液压伸缩杆的底端带动压块311在成型筒32的内部向下滑动，从而为制作冻土提供压力，并且多个试样受到的竖向载荷值相等，采用液压伸缩杆提供压力使得制样压力更加稳定、精确，此外，成型筒32的内径尺寸采用预定的试样尺寸，确保每次成型的冻土尺寸稳定、准确，不需要切削作业，消除了冻土结构扰动的问题。

如图7-13所示，成型筒32包括一个上盖321和两个下半盖322，两个下半盖322之间拼接形成一个圆柱形筒，上盖321和两个下半盖322拼接形成为成型筒32，具体而言，下半盖322的顶端内壁开设有环形槽325，上盖321的底端设有环形圈324，且环形圈324位于环形槽325内，具备径向辅助限位的作用，两个下半盖322的底端互相拼接的位置处通过第一卡槽、第一卡块3221互相卡合，其中，下半盖322的底端采用半圆形板状结构，第一卡槽、第一卡块3221分别设置在两个第一卡槽、第一卡块3221的中心圆心位置处，此外，两个下半盖322的侧壁的横截面均为半圆环型结构，两个下半盖322的侧壁之间通过条形卡槽3224和卡条3223互相卡合。如图8、9所示，两个下半盖322和上盖321的外侧之间通过锁紧环323锁紧，具体来说，下半盖322的顶端外侧、上盖321的底端外侧均设有外螺纹，锁紧环323的内侧开设有内螺纹，且外螺纹和内螺纹之间螺纹连接。

使用时，把两个下半盖322互相拼接在一起，并放置在腔室11内，把土壤原料放置在圆柱形筒内，然后向下移动上盖321，并使环形圈324位于环形槽325内，在向上移动锁紧环323，旋拧锁紧环323并使锁紧环323螺纹连接住下半盖322的顶端和上盖321的底端，从而使一个上盖321和两个下半盖322形成成型腔，便于冻土的制样，当需要取出冻土试样时，反方向旋拧锁紧环323并使锁紧环323和下半盖322的顶端、上盖321的底端脱离螺纹连接，向上拉出上盖321，从腔室11内取出圆柱形筒，再把两个下半盖322互相分离开，从而取出制样，便于制样的取出，作业便捷、速度快，还可以确保制样的完整性。

如图12所示，圆柱形筒的内底部设有成型垫板326，成型垫板326采用圆形板状结构，成型垫板326、压块311和两个下半盖322之间形成有成型腔，制样时，把土壤原料放置在成型腔内即可，其中，在加入土壤原料时，采用阀门精确控制，以准确控制土壤原料的加入量，圆柱形筒的内底面设有称重传感器328，称重传感器328采用高精度传感器，成型垫板326的底面和称重传感器328顶面之间设有支撑弹簧327，圆柱形筒的内底面设有止位块329，止位块329的顶面设有荷重传感器3291，其中，荷重传感器3291的顶面和成型垫板326的底面之间留有预定的距离。使用时，土壤原料堆积在成型垫板326的上方，称重传感器328通过支撑弹簧327支撑起成型垫板326，可以检测到成型垫板326上方堆积土壤原料的重力，确保试样的精准制作，当液压伸缩杆给土壤原料施加压力时，土壤原料向下压紧成型垫板326，成型垫板326向下移动并压紧住止位块329顶端的荷重传感器3291，以检测给土壤原料施加的压力，确保精准制作冻土试样。

如图1、14所示，安装架2的内部设有十字筋板22，还包括控制器，具体来说，控制器内设有控制模块，控制模块和循环泵、制冷片电性连接，控制器内还设有计时模块和显示模块，控制模块和计时模块、显示模块电性连接，成型垫板326的顶面设有温度传感器，控制模块和液压伸缩杆、温度传感器、称重传感器328、荷重传感器3291之间电性连接。

使用时，称重传感器328能够把检测到的重力数据通过控制模块传输到显示模块上，荷重传感器3291能够把检测到的压力数据通过控制模块传输到显示模块上，温度传感器能够把检测到的温度数据通过控制模块传输到显示模块上，计时模块能够把计时结果通过控制模块传输到显示模块上，便于实验人员通过显示模块实时了解掌握冻土形成时的压力、温度、时间参数，确保冻土制样的精确性；此外，实验人员还可以通过控制模块来控制循环泵、制冷片的开启或关闭，从而调节制样形成的温度参数，通过控制模块来控制液压伸缩杆、计时模块的开启或关闭，以便于给冻土形成提供压力和时间计量。

此外，本发明还提供一种用于冻土的批量制样装置的使用方法：

加土作业：向成型筒32内加入土壤原料，称重传感器328检测到的重量数据传输到控制模块并通过显示模块显示出来，当加入的土壤原料达到预定的重量时，停止添加土壤原料；

压实作业：启动伸缩件31，伸缩件31的底端伸长带动压块311在成型筒32内向下移动，压块311和成型板326共同挤压土壤原料，以形成制样，其中，荷重传感器3291检测到的压力数据在显示模块内显示出来，当压力值达到预定的阈值时，停止伸缩件31继续伸长的动作；

保压作业：通过计时模块记录的时间在显示模块上显示出来，当压实时间达到预定的阈值时，缩短伸缩件31并使压块311脱离制样；

降温作业：启动制冷箱6内的制冷片和循环泵，制冷片降低酒精的温度，循环泵带动低温酒精在导流管61、螺旋孔和连接孔之间循环流动，从而降低土壤原料周围的温度；

取样作业：拧松锁紧环323并分离上盖321和下半盖322，然后分离两个下半盖322从而取出冻土制样。

综上所述，本发明中使用时，把土壤原料放置在成型筒32内，然后通过控制器启动伸缩件31，伸缩件31的底端伸长带动压块311在成型筒32内向下移动，压块311和成型垫板326共同挤压土壤原料，同时启动制冷箱6内的制冷片和循环泵，制冷片降低酒精的温度，然后循环泵带动低温酒精在导流管61、螺旋孔和连接孔之间循环流动，从而降低土壤原料周围的温度，土壤原料在低温和压力的作用下可以形成冻土，多个制样机构3可以同时制备多个冻土试样，并且多个试样受到的竖向载荷值相等，提高制样的效率，适宜开展批量冻土力学实验，采用液压伸缩杆提供压力使得制样压力更加稳定、精确；此外，每次成型的冻土尺寸稳定准确，不需要切削作业，消除了冻土结构扰动的问题；制样完毕后，旋拧锁紧环323然后向上拉出上盖321，再把两个下半盖322分离开，从而取出制样，便于制样的取出。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于冻土的批量制样装置，其特征在于，所述用于冻土的批量制样装置包括：底座（1）、安装架（2）和制冷机构，所述安装架（2）设置在底座（1）的正上方，所述制冷机构和底座（1）连通，所述安装架（2）的底面竖直设有支撑杆（21），所述支撑杆（21）的底端和底座（1）的顶面之间可拆卸连接，所述底座（1）的顶面开设有多个腔室（11），所述安装架（2）的底面设有多个制样机构（3），且制样机构（3）的底端紧贴在腔室（11）的内部；

所述制样机构（3）包括伸缩件（31）、压块（311）和成型筒（32），所述伸缩件（31）竖直设置在安装架（2）的底面上，所述压块（311）固定设置在伸缩件（31）的底端上，所述成型筒（32）位于腔室（11）内，所述压块（311）滑动设置在成型筒（32）内；

所述成型筒（32）包括一个上盖（321）和两个下半盖（322），两个所述下半盖（322）之间拼接形成一个圆柱形筒，所述上盖（321）和两个下半盖（322）拼接形成为成型筒（32），两个所述下半盖（322）和上盖（321）的外侧之间通过锁紧环（323）锁紧，所述圆柱形筒的内底部设有成型垫板（326），所述成型垫板（326）、压块（311）和两个下半盖（322）之间形成有成型腔，所述圆柱形筒的内底面设有称重传感器（328），所述成型垫板（326）的底面和称重传感器（328）顶面之间设有支撑弹簧（327），所述圆柱形筒的内底面设有止位块（329），所述止位块（329）的顶面设有荷重传感器（3291）。

2.根据权利要求1所述的一种用于冻土的批量制样装置，其特征在于：所述下半盖（322）的顶端内壁开设有环形槽（325），所述上盖（321）的底端设有环形圈（324），且环形圈（324）位于环形槽（325）内，所述下半盖（322）的顶端外侧、上盖（321）的底端外侧均设有外螺纹，所述锁紧环（323）的内侧开设有内螺纹，且外螺纹和内螺纹之间螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于冻土的批量制样装置，其特征在于：两个所述下半盖（322）的底端互相拼接的位置处通过第一卡槽、第一卡块（3221）互相卡合，两个所述下半盖（322）的侧壁的横截面均为半圆环型结构，两个所述下半盖（322）的侧壁之间通过条形卡槽（3224）和卡条（3223）互相卡合。

4.根据权利要求3所述的一种用于冻土的批量制样装置，其特征在于：所述底座（1）的顶面设有多个凸台（12），所述支撑杆（21）的底端设有连接台（211），所述连接台（211）的底端设有凸块（212），所述凸台（12）的顶面开设有预定位槽（121），所述凸块（212）和预定位槽（121）互相配合，所述凸台（12）和连接台（211）之间通过螺栓可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于冻土的批量制样装置，其特征在于：所述底座（1）的底面设有底盘（5），所述制冷机构设置在底盘（5）上，所述制冷机构包括制冷箱（6）、导流管（61）、螺旋孔和连接孔，所述制冷箱（6）、导流管（61）、螺旋孔和连接孔之间形成循环冻结系统，所述螺旋孔和连接孔开设在底座（1）内，所述螺旋孔围绕在腔室（11）的周围，所述连接孔用于连接相邻的两个螺旋孔，所述制冷箱（6）安装在底盘（5）的前端上，所述导流管（61）用于连接制冷箱（6）和连接孔。

6.根据权利要求5所述的一种用于冻土的批量制样装置，其特征在于：所述制冷箱（6）内设有循环泵、制冷片和酒精，所述制冷片设置在制冷箱（6）的内底面上，所述制冷片的吸热面沉浸在酒精内，所述循环泵用于带动酒精在导流管（61）、螺旋孔和连接孔之间循环流动。

7.根据权利要求6所述的一种用于冻土的批量制样装置，其特征在于：所述安装架（2）的内部设有十字筋板（22），还包括控制器，所述控制器内设有控制模块，所述控制模块和循环泵、制冷片电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于冻土的批量制样装置，其特征在于：所述控制器内还设有计时模块和显示模块，所述控制模块和计时模块、显示模块电性连接，所述成型垫板（326）顶面设有温度传感器，所述伸缩件（31）为液压伸缩杆，所述控制模块和液压伸缩杆、温度传感器、称重传感器（328）、荷重传感器（3291）之间电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种用于冻土的批量制样装置，其特征在于：所述制样机构（3）的数量为五个，其中一个制样机构（3）设置在十字筋板（22）的底面上，所述支撑杆（21）的数量为四个，四个所述支撑杆（21）和其中四个所述制样机构（3）互相间隔分布。

10.一种利用权利要求9所述的用于冻土的批量制样装置的使用方法，其特征在于：

加土作业：向成型筒（32）内加入土壤原料，称重传感器（328）检测到的重量数据传输到控制模块并通过显示模块显示出来，当加入的土壤原料达到预定的重量时，停止添加土壤原料；

压实作业：启动伸缩件（31），所述伸缩件（31）的底端伸长带动压块（311）在所述成型筒（32）内向下移动，所述压块（311）和成型垫 板（326）共同挤压土壤原料，以形成制样，其中，荷重传感器（3291）检测到的压力数据在显示模块内显示出来，当压力值达到预定的阈值时，停止所述伸缩件（31）继续伸长的动作；

保压作业：通过计时模块记录的时间在显示模块上显示出来，当压实时间达到预定的阈值时，缩短所述伸缩件（31）并使压块（311）脱离制样；

降温作业：启动制冷箱（6）内的制冷片和循环泵，所述制冷片降低酒精的温度，所述循环泵带动低温酒精在导流管（61）、螺旋孔和连接孔之间循环流动，从而降低土壤原料周围的温度；

取样作业：拧松锁紧环（323）并分离上盖（321）和下半盖（322），然后分离两个所述下半盖（322）从而取出冻土制样。

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