CN117367920B - 一种冻土固结实验测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及固结试验设备技术领域，具体涉及一种冻土固结实验测试装置及测试方法，包括试验箱，所述试验箱顶部的一侧设有器材腔，所述器材腔内设有若干试验器材，所述试验箱顶部的另一侧设有固结容器，且固结容器的上方设有固结设备；本发明通过对环刀的夹持、移动、旋转的各项控制，再辅助以取样联动顶部抹平组件和辅助取样组件的相互配合，实现了在固结试验中进行试样制备时，在使用环刀进行冻土取样的同时，较为顺畅的控制环刀深入冻土试样内部，且取样完成的同时，环刀的顶面与底面冻土层处于较为平整的状态，过程较为轻松便捷，大幅提升了试样的制备效率，进而提升了冻土固结的试验效率。

Description

一种冻土固结实验测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及固结试验设备技术领域，具体为一种冻土固结实验测试装置及测试方法。

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。冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征，在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险：冻胀和融沉。随着气候变暖，冻土在不断退化。

固结是指松散沉积物被压实、固结成岩的过程。固结可以分为很多种类型，例如，压固作用、自生矿物形成作用、胶体陈化、结核的形成、重结晶作用、脱水作用等，固结试验是将土样置于金属压缩容器内，在有侧限的条件下施加压力，观察土在不同压力下的压缩变形量。

在对冻土进行固结试验的过程中，冻土的试样制备是其中必不可少的一环，冻土的试样制备，首先需要将环刀的刀刃端朝下笔直插入冻土试样的内部，使得冻土试样完全充满环刀内部，且环刀两侧冻土试样呈平齐状，进而完成冻土的试样制备，以便于进行冻土固结试验，由于冻土的密度较高，相互之间较为紧密，且制备过程全程需要手动进行，环刀难以插入冻土内部，且环刀两侧溢出的冻土层需要依靠手动进行铲平，从而导致冻土试样的制备时间较长，且较为依靠试验人员的制备经验，进而导致冻土试样的制备效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冻土固结实验测试装置及测试方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括试验箱，所述试验箱设置在水平面上，所述试验箱顶部的一侧设有器材腔，所述器材腔内设有若干试验器材，所述试验箱顶部的另一侧设有固结容器，且固结容器的上方设有固结设备，所述试验箱的一侧设有试样制备腔，所述试样制备腔内放置有环刀，所述试样制备腔内部的上方设置有试样制备装置；

所述试样制备装置包括横向架，所述横向架水平设置在试样制备腔内部的一侧，所述横向架上设置有取样联动顶部抹平组件，且取样联动顶部抹平组件与横向架水平方向滑动配合，所述取样联动顶部抹平组件上设置有取样夹持组件，所述取样夹持组件的侧端设有辅助取样组件。

优选的，所述取样联动顶部抹平组件包括安装架、驱动架、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第一驱动轴、第二驱动轴、控制把手、第一弹簧、压平架和压平辊，所述安装架设置在横向架上，且安装架与横向架沿水平方向滑动配合，所述驱动架设置在安装架的侧端，且驱动架与安装架沿竖直方向滑动配合，所述第一弹簧竖直设置在驱动架的下方，所述第一弹簧的上下两端分别与驱动架的底部和安装架的底部固定连接；

所述第一锥齿轮竖直且转动设置在驱动架的侧端，所述第二锥齿轮设有两个，两个所述第二锥齿轮对称且上下转动设置在驱动架的上下两端，且两个第二锥齿轮分别与第一锥齿轮的上下两侧相啮合；

第二驱动轴的上端可转动的穿过驱动架的底部后与位于下方的第二锥齿轮的圆心处固定连接，且第二驱动轴的下端穿过安装架的底部与其转动连接；第一驱动轴竖直穿过位于上方的第二锥齿轮的圆心处与其固定连接，且第一驱动轴的下端依次可转动的穿过驱动架和第二驱动轴后向下伸出；

所述控制把手的一端与第二驱动轴的外侧固定连接，所述压平架的顶部与第一驱动轴的底部固定连接，所述压平辊呈水平设置，且压平辊可转动的安装在压平架的底部。

优选的，取样夹持组件包括驱动盘、圆形滑动架、弧形槽、滑动块、夹持件、转动钮和遮挡布，所述圆形滑动架同轴套在第二驱动轴的外侧并与其固定连接，所述圆形滑动架的侧端呈圆形均匀布设有若干滑动槽，所述滑动块设有若干个，各滑动块上侧均设置有导向柱，各导向柱均可滑动的设置在圆形滑动架上对应的滑动槽内；

所述驱动盘同轴套在第二驱动轴外，驱动盘设置在圆形滑动架的正上方，且驱动盘不与第二驱动轴接触，所述驱动盘的底部与圆形滑动架的顶部以圆心为轴转动配合，所述驱动盘上呈圆形均匀布设有若干弧形槽，且每个滑动块的顶部的导向柱均与一个弧形槽滑动配合；

所述夹持件设有若干个，每个所述滑动块侧端的底部均设有一个夹持件，若干夹持件呈环形分布在压平辊的外侧，所述遮挡布水平设置在压平辊的下方，所述遮挡布呈圆形设置，且遮挡布的侧端与若干夹持件内侧的下端固定连接，且压平辊的底部与遮挡布的顶部接触，所述转动钮的圆心处穿过第二驱动轴的外侧固定安装在驱动盘的顶部。

优选的，所述夹持件的外侧覆盖有橡胶层。

优选的，所述驱动盘上设有锁定组件，所述锁定组件包括棘齿、棘爪和第二弹簧，所述棘齿设有若干个，若干所述棘齿呈圆形均匀设置在驱动盘的外侧，所述棘爪的一端与圆形滑动架的顶部转动连接，所述棘爪的另一端与其中一个棘齿相抵止，所述第二弹簧的两端分别与棘爪的侧端和圆形滑动架的顶部固定连接。

优选的，辅助取样组件设有两个，两个辅助取样组件对称设置在圆形滑动架的两侧，每个所述辅助取样组件均包括控制块、波浪形滑动槽、滑动套、破土杆和连接件，所述控制块设置在第一驱动轴的顶部，所述波浪形滑动槽设置在控制块的外侧，所述滑动套倾斜设置在圆形滑动架的侧端，且滑动套由上至下逐渐向内倾斜，所述破土杆穿过滑动套与其滑动配合，所述连接件设置在破土杆的上端，所述连接件的一端与破土杆的侧端万向连接，所述连接件的另一端卡设在波浪形滑动槽内与其滑动配合。

优选的，所述试样制备腔内部的一侧水平设置有铲平板，且铲平板位于横向架的正下方。

一种上述的冻土固结实验测试装置的测试方法，包括如下步骤：

S1：首先将批量的冻土放置于试样制备腔内，将环刀放置于取样夹持组件处进行夹持固定，通过设置的取样联动顶部抹平组控制处于固定状态的环刀逐渐深入冻土试样的内部，且深入的同时带动环刀在冻土试样内部顺时针或者逆时针往复转动，以便于更加顺畅的深入冻土试样内部，当环刀全部没入冻土试样内部后，则冻土试样完全充满环刀的内部，此时无需再继续控制环刀深入冻土试样内；

S2：当环刀在冻土试样内往复转动的同时，取样联动顶部抹平组件对环刀内顶部的冻土层进行抹平作业，与此同时，环刀的转动联动辅助取样组件工作，对环刀两侧的冻土试样进行破土作业，使得环刀外侧的冻土试样结构趋于松散，以便于更好的控制环刀深入冻土试样内；

S3：控制环刀脱离冻土试样，此时环刀内已完全充满冻土，且顶部的冻土层处于与环刀顶面平齐的状态，接着控制环刀底部高度与铲平板顶面高度一致，控制其在横向架上横向滑动，从而将环刀底部多余的冻土层刮除，进而确保环刀底部的冻土层处于与环刀底面平齐的状态，至此完成冻土试样的制备工作；

S4：将装有冻土试样的环刀从取样夹持组件上取下，放置于固结容器内，再依次放入导环、滤纸、透水石、传压板等试验器材，再控制固结设备工作，进行冻土固结试验。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，首先将批量的冻土放置于试样制备腔内，将环刀放置于取样夹持组件处进行夹持固定，通过设置的取样联动顶部抹平组件，通过此组件控制处于固定状态的环刀逐渐深入冻土试样的内部，且深入的同时带动环刀在冻土试样内部顺时针或者逆时针往复转动，以便于更加顺畅的深入冻土试样内部。

本发明中，当环刀全部没入冻土试样内部后，则冻土试样完全充满环刀的内部，此时无需再继续控制环刀深入冻土试样内，当环刀在冻土试样内往复转动的同时，取样联动顶部抹平组件对环刀内顶部的冻土层进行抹平作业，从而对位于环刀顶部的冻土层进行压平作业，使其始终处于平整状态，从而实现了将环刀从冻土试样内取出后，其顶部的冻土层处于与环刀顶面平齐的状态的效果。

本发明中，环刀的转动可联动辅助取样组件同步工作，对环刀两侧的冻土试样进行破土作业，使得环刀外侧的冻土试样结构趋于松散，以便于更好的控制环刀深入冻土试样内部。

本发明中，通过在夹持件的外侧覆盖橡胶层，其一是通过夹持件对环刀内壁进行固定时，避免夹持件的表面对环刀的内部造成损伤，二是橡胶材质具有较强的摩擦力，可有效提高夹持件对环刀的夹持固定效果，避免环刀脱离夹持件。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明中试样制备装置的立体结构示意图；

图3为本发明中试样制备装置的局部结构示意图；

图4为本发明中取样夹持组件和锁定组件的局部结构示意图；

图5为本发明中取样夹持组件的爆炸结构示意图；

图6为本发明中取样联动顶部抹平组件的局部爆炸结构示意图；

图7为本发明中取样夹持组件和取样联动顶部抹平组件的局部结构示意图；

图8为本发明中取样联动顶部抹平组件和辅助取样组件的局部结构示意图。

图中：1、试验箱；2、器材腔；3、固结容器；4、固结设备；5、试样制备腔；6、环刀；7、试样制备装置；71、横向架；72、取样联动顶部抹平组件；720、安装架；721、驱动架；722、第一锥齿轮；723、第二锥齿轮；724、第一驱动轴；725、第二驱动轴；726、控制把手；727、第一弹簧；728、压平架；729、压平辊；73、取样夹持组件；731、驱动盘；732、圆形滑动架；733、弧形槽；734、滑动块；735、夹持件；736、转动钮；737、遮挡布；74、锁定组件；741、棘齿；742、棘爪；743、第二弹簧；75、辅助取样组件；751、控制块；752、波浪形滑动槽；753、滑动套；754、破土杆；755、连接件；8、铲平板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图8，本发明提供一种技术方案：包括试验箱1，试验箱1设置在水平面上，试验箱1顶部的一侧设有器材腔2，器材腔2内设有若干试验器材，试验箱1顶部的另一侧设有固结容器3，且固结容器3的上方设有固结设备4，试验箱1的一侧设有试样制备腔5，试样制备腔5内放置有环刀6，试样制备腔5内部的上方设置有试样制备装置7。

试样制备装置7包括横向架71，横向架71水平设置在试样制备腔5内部的一侧，横向架71上设置有取样联动顶部抹平组件72，且取样联动顶部抹平组件72与横向架71水平方向滑动配合，取样联动顶部抹平组件72上设置有取样夹持组件73，取样夹持组件73的侧端设有辅助取样组件75。

本实施例中，如图3至图7所示，取样联动顶部抹平组件72包括安装架720、驱动架721、第一锥齿轮722、第二锥齿轮723、第一驱动轴724、第二驱动轴725、控制把手726、第一弹簧727、压平架728和压平辊729，安装架720设置在横向架71上，且安装架720与横向架71沿水平方向滑动配合，驱动架721设置在安装架720的侧端，且驱动架721与安装架720沿竖直方向滑动配合，第一弹簧727竖直设置在驱动架721的下方，第一弹簧727的上下两端分别与驱动架721的底部和安装架720的底部固定连接。

第一锥齿轮722竖直且转动设置在驱动架721的侧端，第二锥齿轮723设有两个，两个第二锥齿轮723对称且上下转动设置在驱动架721的上下两端，且两个第二锥齿轮723分别与第一锥齿轮722的上下两侧相啮合。

第二驱动轴725的上端可转动的穿过驱动架721的底部后与位于下方的第二锥齿轮723的圆心处固定连接，且第二驱动轴725的下端穿过安装架720的底部与其转动连接。第一驱动轴724竖直穿过位于上方的第二锥齿轮723的圆心处与其固定连接，且第一驱动轴724的下端依次可转动的穿过驱动架721和第二驱动轴725后向下伸出。

控制把手726的一端与第二驱动轴725的外侧固定连接，压平架728的顶部与第一驱动轴724的底部固定连接，压平辊729呈水平设置，且压平辊729可转动的安装在压平架728的底部。

取样夹持组件73包括驱动盘731、圆形滑动架732、弧形槽733、滑动块734、夹持件735、转动钮736和遮挡布737，圆形滑动架732同轴套在第二驱动轴725的外侧并与其固定连接，圆形滑动架732的侧端呈圆形均匀布设有若干滑动槽，滑动块734设有若干个，各滑动块734上侧均设置有导向柱，各导向柱均可滑动的设置在圆形滑动架732上对应的滑动槽内。

驱动盘731同轴套在第二驱动轴725外，驱动盘731设置在圆形滑动架732的正上方，驱动盘731的底部与圆形滑动架732的顶部以圆心为轴转动配合，驱动盘731上呈圆形均匀布设有若干弧形槽733，且每个滑动块734的顶部的导向柱均与一个弧形槽733滑动配合。

夹持件735设有若干个，每个滑动块734侧端的底部均设有一个夹持件735，若干夹持件735呈环形分布在压平辊729的外侧，遮挡布737水平设置在压平辊729的下方，遮挡布737呈圆形设置，且遮挡布737的侧端与若干夹持件735内侧的下端固定连接，且压平辊729的底部与遮挡布737的顶部接触，转动钮736的圆心处穿过第二驱动轴725的外侧固定安装在驱动盘731的顶部。

在进行试样制备前，首先需要对环刀6进行固定，将环刀6的顶端穿过若干夹持件735位于夹持件735的外侧，遮挡布737与环刀6的顶面平齐，顺时针旋转转动钮736带动驱动盘731旋转，在若干弧形槽733的配合下，带动若干滑动块734同步在圆形滑动架732上往其外侧滑动，进而带动若干夹持件735同步往靠近环刀6内壁的方向滑动，直至若干夹持件735的外壁与环刀6的内壁相抵止，从而实现对环刀6的固定，且遮挡布737具有延展性，可随着夹持件735的移动进行形变，需要解除对环刀6的固定时，逆时针旋转转动钮736即可。

进行试样制备时，向下按压控制把手726带动驱动架721在安装架720上向下滑动，即可带动处于固定状态的环刀6下降，旋转控制把手726，带动第二驱动轴725旋转的同时带动环刀6同步旋转，从而通过对控制把手726的控制，可带动环刀6下降的同时往复转动，以便于其逐渐深入冻土试样内部，随着环刀6的逐渐深入，冻土逐渐填满环刀6内部，遮挡布737的设置可确保冻土试样不会溢出至环刀6上方，且在第一锥齿轮722和两个第二锥齿轮723的配合下，第二驱动轴725旋转的同时带动第一驱动轴724与其反向转动，使得在转动环刀6的同时，压平辊729在遮挡布737的顶部转动，且转动方向与环刀6转动方向相反，从而对位于环刀6顶部的冻土层进行压平作业，使其始终处于平整状态，从而实现了将环刀6从冻土试样内取出后，其顶部的冻土层处于与环刀6顶面平齐的状态的效果。

本实施例中，如图6所示，夹持件735的外侧覆盖有橡胶层。

通过在夹持件735的外侧覆盖橡胶层，其一是通过夹持件735对环刀6内壁进行固定时，避免夹持件735的表面对环刀6的内部造成损伤，二是橡胶材质具有较强的摩擦力，可有效提高夹持件735对环刀6的夹持固定效果，避免环刀6脱离夹持件735。

本实施例中，如图4至图5所示，驱动盘731上设有锁定组件74，锁定组件74包括棘齿741、棘爪742和第二弹簧743，棘齿741设有若干个，若干棘齿741呈圆形均匀设置在驱动盘731的外侧，棘爪742的一端与圆形滑动架732的顶部转动连接，棘爪742的另一端与其中一个棘齿741相抵止，第二弹簧743的两端分别与棘爪742的侧端和圆形滑动架732的顶部固定连接。

通过设置的棘爪742与棘齿741，使得在对环刀6进行夹持固定的过程中，驱动盘731可以不受干扰的顺时针转动但无法逆时针转动，进而便于在对环刀6进行固定后锁定住环刀6的固定状态，需要解除环刀6的固定状态时，往远离驱动盘731的方向拨动棘爪742使其脱离棘齿741，即可逆时针转动驱动盘731解除对环刀6的固定。

本实施例中，如图2和图8所示，辅助取样组件75设有两个，两个辅助取样组件75对称设置在圆形滑动架732的两侧，每个辅助取样组件75均包括控制块751、波浪形滑动槽752、滑动套753、破土杆754和连接件755，控制块751设置在第一驱动轴724的顶部，波浪形滑动槽752设置在控制块751的外侧，滑动套753倾斜设置在圆形滑动架732的侧端，且滑动套753由上至下逐渐向内倾斜，破土杆754穿过滑动套753与其滑动配合，连接件755设置在破土杆754的上端，连接件755的一端与破土杆754的侧端万向连接，连接件755的另一端卡设在波浪形滑动槽752内与其滑动配合。

控制环刀6转动使其深入冻土试样内部的同时，第一驱动轴724转动带动控制块751旋转，进而带动连接件755在波浪形滑动槽752上滑动，且滑动轨迹随着控制块751的转动进行上下交替式的往复滑动，进而带动破土杆754在滑动套753内上下往复滑动，且破土杆754位于环刀6的两侧，破土杆754在滑动套753内下降时，与环刀6两侧的冻土试样接触，且对冻土的结构进行破坏，使其趋于松散，以便于更好的控制环刀6深入冻土试样内部。

本实施例中，如图1所示，试样制备腔5内部的一侧水平设置有铲平板8，且铲平板8位于横向架71的正下方。

控制装满冻土的环刀6脱离冻土试样后，调节环刀6的高度，使得环刀6底部高度与铲平板8顶面高度平齐，控制安装架720在横向架71上横向滑动，进而控制环刀6的底部沿着铲平板8的顶面横向滑动，从而将环刀6底部多余的冻土层刮除，进而确保环刀6底部的冻土层处于与环刀6底面平齐的状态。

本发明的测试方法和优点：该一种冻土固结实验测试装置的测试方法，工作过程如下：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示：

S1：首先将批量的冻土放置于试样制备腔5内，将环刀6放置于取样夹持组件73处进行夹持固定，通过设置的取样联动顶部抹平组件72控制处于固定状态的环刀6逐渐深入冻土试样的内部，且深入的同时带动环刀6在冻土试样内部顺时针或者逆时针往复转动，以便于更加顺畅的深入冻土试样内部，当环刀6全部没入冻土试样内部后，则冻土试样完全充满环刀6的内部，此时无需再继续控制环刀6深入冻土试样内；

S2：当环刀6在冻土试样内往复转动的同时，取样联动顶部抹平组件72对环刀6内顶部的冻土层进行抹平作业，与此同时，环刀6的转动联动辅助取样组件75工作，对环刀6两侧的冻土试样进行破土作业，使得环刀6外侧的冻土试样结构趋于松散，以便于更好的控制环刀6深入冻土试样内；

S3：控制环刀6脱离冻土试样，此时环刀6内已完全充满冻土，且顶部的冻土层处于与环刀6顶面平齐的状态，接着控制环刀6底部高度与铲平板8顶面高度一致，控制其在横向架71上横向滑动，从而将环刀6底部多余的冻土层刮除，进而确保环刀6底部的冻土层处于与环刀6底面平齐的状态，至此完成冻土试样的制备工作；

S4：将装有冻土试样的环刀6从取样夹持组件73上取下，放置于固结容器3内，再依次放入导环、滤纸、透水石、传压板等试验器材，再控制固结设备4工作，进行冻土固结试验。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种冻土固结实验测试装置，其特征在于，包括试验箱（1），所述试验箱（1）设置在水平面上，所述试验箱（1）顶部的一侧设有器材腔（2），所述器材腔（2）内设有若干试验器材，所述试验箱（1）顶部的另一侧设有固结容器（3），且固结容器（3）的上方设有固结设备（4），所述试验箱（1）的一侧设有试样制备腔（5），所述试样制备腔（5）内放置有环刀（6），所述试样制备腔（5）内部的上方设置有试样制备装置（7）；

所述试样制备装置（7）包括横向架（71），所述横向架（71）水平设置在试样制备腔（5）内部的一侧，所述横向架（71）上设置有取样联动顶部抹平组件（72），且取样联动顶部抹平组件（72）与横向架（71）水平方向滑动配合，所述取样联动顶部抹平组件（72）上设置有取样夹持组件（73），所述取样夹持组件（73）的侧端设有辅助取样组件（75）；

所述取样联动顶部抹平组件（72）包括安装架（720）、驱动架（721）、第一锥齿轮（722）、第二锥齿轮（723）、第一驱动轴（724）、第二驱动轴（725）、控制把手（726）、第一弹簧（727）、压平架（728）和压平辊（729），所述安装架（720）设置在横向架（71）上，且安装架（720）与横向架（71）沿水平方向滑动配合，所述驱动架（721）设置在安装架（720）的侧端，且驱动架（721）与安装架（720）沿竖直方向滑动配合，所述第一弹簧（727）竖直设置在驱动架（721）的下方，所述第一弹簧（727）的上下两端分别与驱动架（721）的底部和安装架（720）的底部固定连接；

所述第一锥齿轮（722）竖直且转动设置在驱动架（721）的侧端，所述第二锥齿轮（723）设有两个，两个所述第二锥齿轮（723）对称且上下转动设置在驱动架（721）的上下两端，且两个第二锥齿轮（723）分别与第一锥齿轮（722）的上下两侧相啮合；

第二驱动轴（725）的上端可转动的穿过驱动架（721）的底部后与位于下方的第二锥齿轮（723）的圆心处固定连接，且第二驱动轴（725）的下端穿过安装架（720）的底部与其转动连接；第一驱动轴（724）竖直穿过位于上方的第二锥齿轮（723）的圆心处与其固定连接，且第一驱动轴（724）的下端依次可转动的穿过驱动架（721）和第二驱动轴（725）后向下伸出；

所述控制把手（726）的一端与第二驱动轴（725）的外侧固定连接，所述压平架（728）的顶部与第一驱动轴（724）的底部固定连接，所述压平辊（729）呈水平设置，且压平辊（729）可转动的安装在压平架（728）的底部；

取样夹持组件（73）包括驱动盘（731）、圆形滑动架（732）、弧形槽（733）、滑动块（734）、夹持件（735）、转动钮（736）和遮挡布（737），所述圆形滑动架（732）同轴套在第二驱动轴（725）的外侧并与其固定连接，所述圆形滑动架（732）的侧端呈圆形均匀布设有若干滑动槽，所述滑动块（734）设有若干个，各滑动块（734）上侧均设置有导向柱，各导向柱均可滑动的设置在圆形滑动架（732）上对应的滑动槽内；

所述驱动盘（731）同轴套在第二驱动轴（725）外，驱动盘（731）设置在圆形滑动架（732）的正上方，且驱动盘（731）不与第二驱动轴（725）接触，所述驱动盘（731）的底部与圆形滑动架（732）的顶部以圆心为轴转动配合，所述驱动盘（731）上呈圆形均匀布设有若干弧形槽（733），且每个滑动块（734）的顶部的导向柱均与一个弧形槽（733）滑动配合；

所述夹持件（735）设有若干个，每个所述滑动块（734）侧端的底部均设有一个夹持件（735），若干夹持件（735）呈环形分布在压平辊（729）的外侧，所述遮挡布（737）水平设置在压平辊（729）的下方，所述遮挡布（737）呈圆形设置，且遮挡布（737）的侧端与若干夹持件（735）内侧的下端固定连接，且压平辊（729）的底部与遮挡布（737）的顶部接触，所述转动钮（736）的圆心处穿过第二驱动轴（725）的外侧固定安装在驱动盘（731）的顶部；

所述驱动盘（731）上设有锁定组件（74），所述锁定组件（74）包括棘齿（741）、棘爪（742）和第二弹簧（743），所述棘齿（741）设有若干个，若干所述棘齿（741）呈圆形均匀设置在驱动盘（731）的外侧，所述棘爪（742）的一端与圆形滑动架（732）的顶部转动连接，所述棘爪（742）的另一端与其中一个棘齿（741）相抵止，所述第二弹簧（743）的两端分别与棘爪（742）的侧端和圆形滑动架（732）的顶部固定连接；

辅助取样组件（75）设有两个，两个辅助取样组件（75）对称设置在圆形滑动架（732）的两侧，每个所述辅助取样组件（75）均包括控制块（751）、波浪形滑动槽（752）、滑动套（753）、破土杆（754）和连接件（755），所述控制块（751）设置在第一驱动轴（724）的顶部，所述波浪形滑动槽（752）设置在控制块（751）的外侧，所述滑动套（753）倾斜设置在圆形滑动架（732）的侧端，且滑动套（753）由上至下逐渐向内倾斜，所述破土杆（754）穿过滑动套（753）与其滑动配合，所述连接件（755）设置在破土杆（754）的上端，所述连接件（755）的一端与破土杆（754）的侧端万向连接，所述连接件（755）的另一端卡设在波浪形滑动槽（752）内与其滑动配合。

2.根据权利要求1所述的一种冻土固结实验测试装置，其特征在于：所述夹持件（735）的外侧覆盖有橡胶层。

3.根据权利要求1所述的一种冻土固结实验测试装置，其特征在于：所述试样制备腔（5）内部的一侧水平设置有铲平板（8），且铲平板（8）位于横向架（71）的正下方。

4.一种权利要求1-3任一项所述的一种冻土固结实验测试装置的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：首先将批量的冻土放置于试样制备腔（5）内，将环刀（6）放置于取样夹持组件（73）处进行夹持固定，通过设置的取样联动顶部抹平组件（72）控制处于固定状态的环刀（6）逐渐深入冻土试样的内部，且深入的同时带动环刀（6）在冻土试样内部顺时针或者逆时针往复转动，以便于更加顺畅的深入冻土试样内部，当环刀（6）全部没入冻土试样内部后，则冻土试样完全充满环刀（6）的内部，此时无需再继续控制环刀（6）深入冻土试样内；

S2：当环刀（6）在冻土试样内往复转动的同时，取样联动顶部抹平组件（72）对环刀（6）内顶部的冻土层进行抹平作业，与此同时，环刀（6）的转动联动辅助取样组件（75）工作，对环刀（6）两侧的冻土试样进行破土作业，使得环刀（6）外侧的冻土试样结构趋于松散，以便于更好的控制环刀（6）深入冻土试样内；

S3：控制环刀（6）脱离冻土试样，此时环刀（6）内已完全充满冻土，且顶部的冻土层处于与环刀（6）顶面平齐的状态，接着控制环刀（6）底部高度与铲平板（8）顶面高度一致，控制其在横向架（71）上横向滑动，从而将环刀（6）底部多余的冻土层刮除，进而确保环刀（6）底部的冻土层处于与环刀（6）底面平齐的状态，至此完成冻土试样的制备工作；

S4：将装有冻土试样的环刀（6）从取样夹持组件（73）上取下，放置于固结容器（3）内，再依次放入导环、滤纸、透水石、传压板，再控制固结设备（4）工作，进行冻土固结试验。