本发明公开了一种适用于高含水(冰)量冻土的人工单向冻结分层制样装置，该装置由温控系统、分层装样系统和保温箱三部分构成，其中温控系统除了能够提供冷能的冷浴及供冷液循环的管路外，还包括热敏电阻温度传感器和温度调控单元，分层装样系统由易导热的铝制底板、防粘滤纸、绝热的环氧树脂试样筒、环氧树脂顶盖和制样模具组成。利用温控系统和保温箱对分层装样系统的底板温度进行调控，从制样模具上端口进行分层装样，从而实现人工单向冻结分层制样。通过该装置可以保证在人工高含水(冰)量冻土试样制备过程中冰的自然形成过程及试样结构的一致性，从而为高含水(冰)量冻土力学特性的试验研究提供可靠的试样基础。