1.基于电化学改良的季节性冻土综合力学测试装置，其特征在于，包括剪切系统、电解系统、温控系统、应力施加系统以及应力应变监测系统；

所述剪切系统包括底座(27)和设置在底座(27)上的钢制框架(3)，钢制框架(3)的顶部设置有一轴压加载板(28)，轴压加载板(28)通过轴压螺栓(16)与钢制框架(3)相连；底座(27)上设置有一圆柱形剪切盒(6)，剪切盒(6)的顶部设置有端盖，剪切盒(6)内设置有土样，所述剪切盒(6)包括上段剪切盒、中段剪切盒和下段剪切盒；上段剪切盒和下段剪切盒分别对应的通过第一刚性触手(19)和第二刚性触手(11)与钢制框架(3)固定连接，中段剪切盒与一变频电机(24)相连，实现往返剪切运动；

所述电解系统包括变压电源(13)、电解液循环端(12)、设置在土样上部的阳极电极(14)以及设置在土样下部的阴极电极(10)，阳极电极(14)与变压电源(13)正极相连，阴极电极(10)与变压电源(13)的负极相连；阳极电极(14)和阴极电极(10)均采用石墨材质，且阳极电极(14)和阴极电极(10)均为双层结构，阳极电极(14)的中间夹层内设置有阳极离子交换管(15)，阴极电极(10)的中间夹层内设置有阴极离子交换管(9)，阳极离子交换管(15)和阴极离子交换管(9)均与电解液循环端(12)相连，且阳极离子交换管(15)和阴极离子交换管(9)通过阳离子浓度测试管(8)相连，阳离子浓度测试管(8)为U型管，U型管内设置有半透膜，以判断电解的程度；

所述温控系统包括水浴装置(23)、设置在剪切盒(6)顶部端盖内的冷凝管(4)，所述冷凝管(4)通过冷凝液输入管(18)和冷凝液输出管(20)与水浴装置相连、并形成循环回路；

所述应力施加系统包括轴压加载板、轴压螺栓(16)和弹簧组件(2)；所述弹簧组件(2)设置在轴压加载板(28)与剪切盒(6)之间，通过调节轴压螺栓(16)，实现弹簧组件(2)提供法向恒刚度加载；

所述应力应变系统包括压力数显装置(22)、第一压力传感器、第二压力传感器以及第三压力传感器，第一压力传感器、第二压力传感器以及第三压力传感器均与压力数显装置相连，所述第一压力传感器设置在弹簧组件(2)与剪切盒(6)之间，第二压力传感器设置在第一刚性触手(19)与钢制框架(3)之间，第三压力传感器设置在第二刚性触手(11)与钢制框架(3)之间。

2.根据权利要求1所述的基于电化学改良的季节性冻土综合力学测试装置，其特征在于：所述变频电机(24)与一电机数控显示系统(26)电连接，变频电机(24)的输出轴与一齿轮相连，沿中段剪切盒侧壁的圆周方向设置有齿纹圈，所述齿纹圈与齿轮啮合，通过变频电机(24)带动中段剪切盒进行不同速率的往返剪切运动。

3.根据权利要求1所述的基于电化学改良的季节性冻土综合力学测试装置，其特征在于：所述剪切盒(6)的内壁上还设置有竖直挡板(5)，以防止土体与剪切盒(6)产生相对位移。

4.根据权利要求1所述的基于电化学改良的季节性冻土综合力学测试装置，其特征在于：所述阳极离子交换管(15)和阴极离子交换管(9)采用内外双层结构设计，内层为纤维增强两性离子交换膜。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于电化学改良的季节性冻土综合力学测试装置，其特征在于：所述中段剪切盒的侧壁上设置有亚克力材质的透明窗口(7)，透明窗口(7)的外侧设置有电镜(21)。

6.根据权利要求5所述的基于电化学改良的季节性冻土综合力学测试装置，其特征在于：所述阳极离子交换管(15)和阴极离子交换管(9)采用螺旋形结构设计。

7.根据权利要求6所述的基于电化学改良的季节性冻土综合力学测试装置，其特征在于：所述竖直挡板(5)为十字形挡板，与剪切盒(6)的内壁固定连接，且在竖直挡板(5)内置含水率探头(25)，所述含水率探头(25)与一含水率数显装置相连。

8.根据权利要求7所述的基于电化学改良的季节性冻土综合力学测试装置，其特征在于：所述电解液循环端(12)包括循环盐溶液端和循环去离子水端，循环盐溶液端与阳极离子交换管(15)相连，循环去离子水端与阴极离子交换管(9)相连。

9.根据权利要求8所述的基于电化学改良的季节性冻土综合力学测试装置，其特征在于：所述轴压加载板(28)的下表面上还设置有位移传感器(1)，所述位移传感器采用激光位移传感器。

10.基于电化学改良的季节性冻土综合力学测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将按照设计含水量配置的土体分层置于剪切盒(6)内，逐层压实；并通过干密度来控制压实度，各层土体之间刮毛，以避免出现土体分层；

(2)、通过旋紧轴压螺栓(16)，观察第一压力传感器读数，直至第一压力传感器读数达到设定轴向压力时停止，确保整个电解冻融循环过程以及剪切过程均在常法向刚度下完成；

(3)、根据前期对土体矿物成分的测定，确定要置换的阳离子，选定盐溶液并确定盐溶液浓度；在阳极离子交换管(15)中通入确定浓度的盐溶液，在阴极离子交换管(9)中通入去离子水；

(4)设定变压电源(13)的电压，开始电解，观察阳离子浓度测试管(8)，待半透膜从阴极离子交换管侧偏移至阳极离子交换管侧时，说明阳离子经过电解后已迁移至阴极，证明土体内部阳离子已经完成置换，以进行下一步试验；

(5)剪切盒(6)顶部内置的冷凝管(4)与水浴装置(23)相连，通过设定水浴温度来实现土样的冻结与融化，温度由土样顶面开始由上至下进行传递，模拟自然状态下温度由地表传递到土层内部；

(6)土样由上至下开始降温或升温，随着温度的下降或上升，土样内部会发生水分迁移，进而通过竖直挡板(5)中内置的含水率探头(25)配合含水率数显装置，通过测量土体的共振频率来确定土壤含水率：其中，F为含水率，L为振荡器的电感，C为土壤电容，Cb为与仪器有关的电容；

(7)土样完成设定好的冻融循环次数后，通过设定变频电机(24)的转动频率、转动方向、转动幅度和转动周期来对土样施加剪切力，上、下剪切面受到的剪切力的大小分别对应的由第二压力传感器和第三压力传感器测得，则可得土样受到的剪应力τ＝T÷πr2，其中，T为剪切面处的剪切力；

(8)土样在剪切过程中轴向力变化由第一压力传感器(17)实时测得，轴向位移变化由位移传感器(1)实时测得，结合剪切过程剪切位移、剪应力绘制土样的剪切位移曲线，测得土样的粘聚力与阻尼比，进而得到试样在循环剪切下的滞回曲线，计算试样的动模量与阻尼比；

(9)土样在剪切过程中，通过亚克窗口(7)观察剪切面宏观变化情况，通过将电镜(21)安装于亚克力窗口(7)外侧，对剪切面进行拍摄，对所得图像进行处理，通过拍摄获取目标物变形过程中的连续散斑图像，在灰度匹配算法的基础上，采用相关性指标来衡量参考子区和目标子区的相似程度，从而求得被测目标的位移和变形。