[发明专利]一种制作高含冰量冻土试样的装置及其使用方法

权利要求书

1.一种制作高含冰量冻土试样装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，制备泥浆：将所需泥浆拌合均匀；

第二步，组装模具：利用穿过孔11，底层恒温模具6沿着支柱16置于两底座20之间，摇动手摇轮19，带动支柱16，形成四个密闭的圆柱形试样槽2，在此基础上，继续向上叠加一层中间层恒温模具5，将塑料薄片1置于试样槽2内部，并紧贴试样槽2内部边缘；

第三步，设定负温冻结：将控温管10接通盐水，控温管10的温度设置成-25℃，待底层恒温模具6和中间层恒温模具5内的盐水温度恒定后，将准备好的泥浆倒入试样槽2中，待试样槽2中泥浆冻结后，用锯齿形铲刀23沿锯齿13铲除表面多余冻土；

第四步，重复第二步和第三步：每次向上叠加两层恒温模具进行冻结制样过程中，有所区别的是，先选用两层中间层恒温模具5，然后再选用两层中间层恒温模具5，最后两层先选用中间层恒温模具5后选用顶层恒温模具4，最后方形夹具3穿过支柱16置于顶层恒温模具4上，拧紧螺栓25；

第五步，设定正温融化：在制样的过程中，每次向上叠加两层恒温模具进行冻结而形成的分界面定义为“分层面”，将倒数第一层“分层面”8的上下各一层中间层恒温模具5的控温管9温度设定为20℃，其它控温管继续保持-25℃，直至温度设定20℃中间层恒温模具5的试样槽2内的冻土融化成泥浆；

第六步，设定负温，重新冻结：将20℃控温管温度重新设定为-25℃，直至融化的泥浆冻结；

第七部，重复第五步与第六步：依次向上将“分层面”8进行先融化后冻结；

第八步，拆模、取样：待冻结24h后，拧松螺栓25，取出方形夹具3，然后转动手摇轮19，带动支柱16，取出冻土试件，高含冰量冻土试件制作完成。

2.一种用于制作高含冰量冻土试样的装置，是由塑料薄片1、方形夹具3、顶层恒温模具4、中间层恒温模具5、底层恒温模具6和驱动装置7六个部分组成，所述的底层恒温模具6置于驱动装置7之间，所述的中间层恒温模具5置于底层恒温模具6上方，所述的顶层恒温模具4置于中间层恒温模具5上方，所述的方形夹具3置于顶层恒温模具4上方；

所述的顶层恒温模具4由两个相同的顶层空心密闭“T”形体9组成，并在中间设有试样槽2，所述的顶层空心密闭“T”形体9由控温管10和顶层恒温主体箱12组成，所述的控温管10有加热和制冷功能，所述的控温管10与顶层恒温主体箱12相连通，所述的顶层恒温主体箱12两端设有穿过孔11，所述的顶层恒温主体箱12上表面为平面，下表面为锯齿13，所述的中间层恒温模具5类似于顶层恒温模具4，区别在于，中间层恒温主体箱14的上表面和下表面同为锯齿13，所述的底层恒温模具6类似于顶层恒温模具4，区别在于，底层恒温主体箱15的上表面为锯齿13，下表面为平面，所述的锯齿13可以相互啮合；

所述的驱动装置7一侧是由两根支柱16、一个底座20、两根丝杠17和两个手摇轮19组成，所述的支柱16直径略小于穿过孔11内径，所述的支柱16一端与滑块22固定连接，所述的底座20内设置有滑槽21，所述的滑块22可以在滑槽21内移动，所述的滑槽21内两侧设置有固定块18，固定块18与底座20固定连接，所述的丝杠17贯穿一侧的固定块18和滑块22，与固定块18螺纹配合与滑块22转动连接，所述的丝杠17另一端与手摇轮19固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种制作高含冰量冻土的方法的装置，其特征在于：所述的塑料薄片1厚度小于3mm,且与金属和冻土有很好的不粘连性。