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龙图腾网获悉中铁第四勘察设计院集团有限公司申请的专利一种现场岩石结构面剪切试验系统及试验方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115524234B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211139037.3，技术领域涉及：G01N3/24；该发明授权一种现场岩石结构面剪切试验系统及试验方法是由张占荣;张涛;黄水亮;黄国良;孙红林;李时亮;赵晋乾;胡志新;李炜;洪平;张星甫;孔红豆设计研发完成，并于2022-09-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种现场岩石结构面剪切试验系统及试验方法在说明书摘要公布了：本发明涉及现场岩体结构面力学试验技术领域，具体涉及一种现场岩石结构面剪切试验系统及试验方法，包括水平设置的试验平台、包裹于岩体试样上的混凝土包封外壳、用于对混凝土包封外壳的顶面施加法向载荷的法向荷载加载系统、用于对混凝土包封外壳的侧面施加剪切荷载的剪切荷载加载系统以及用于测量法向压力、法向位移和切向位移的数据测试采集系统，法向荷载加载系统和剪切荷载加载系统均设置于试验平台上。本发明通过法向荷载加载系统、剪切荷载加载系统分别施加法向压力和切向压力，并通过精度更高的数据测试采集系统获取相关位移参数，对结构面的强度特征进行定量评价分析，解决了传统试验方法存在的占地大、可靠性低的问题。

本发明授权一种现场岩石结构面剪切试验系统及试验方法在权利要求书中公布了：1.一种现场岩石结构面剪切试验方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、选择岩体试样并确定待测岩体结构面及涉及的岩体试样范围，平整待测岩体试样周围的场地，清除待测岩体试样表层的松动岩石，将待测岩体试样周围的岩体切除分开并清除浮渣； S2、施工剪切试验系统，所述剪切试验系统包括水平设置的试验平台、包裹于岩体试样上的混凝土包封外壳、用于对所述混凝土包封外壳的顶面施加法向载荷的法向荷载加载系统、用于对所述混凝土包封外壳的侧面施加剪切荷载的剪切荷载加载系统以及用于测量法向压力、法向位移和切向位移的数据测试采集系统，所述法向荷载加载系统和所述剪切荷载加载系统均设置于所述试验平台上； S3、分级施加法向荷载，并在每一级法向荷载加载后立即通过数据测试采集系统测读法向位移，并在5分钟后再次测读法向位移，以连续两次测读法向位移的差小于0.01mm为法向荷载稳定标准，在法向荷载稳定后再施加剪切荷载； S4、施加剪切荷载时，每5分钟加载一次剪切荷载，施加剪切荷载前后均应通过数据测试采集系统测读切向位移及剪切力数据，峰值前应加密测量切向位移及剪切力；岩石结构面被剪断后可继续施载，直至剪切荷载值趋于稳定； S5、根据公式计算作用在岩体结构面上的法向应力σ和剪切力τ，绘制不同法向应力σ下剪切力τ与切向位移及法向位移之间的关系曲线，并计算不同法向应力σ下的峰值剪应力和残余剪应力； S6、绘制法向应力σ与其对应的峰值剪应力及残余剪应力之间的关系曲线，按照摩尔-库伦表达式计算相应的抗剪强度参数：粘聚力c、内摩擦角φ； 步骤S5中法向应力σ和剪切力τ的计算公式如下： 当岩体结构面水平时， 1-1 1-2 1-3 1-4 式中，σ—作用在岩体结构面上的法向应力MPa； τ—作用在岩体结构面上的剪应力MPa； N总—岩体结构面水平时作用在岩体结构面上总法向荷载N； Nσ—法向荷载加载系统提供的锚固力N； Nα—法向上的其他荷载N； Q—作用在岩体结构面上总剪切荷载N； Q推力—剪切荷载加载系统提供的推力N； Q摩擦—法向应力为σ时，法向荷载加载系统与混凝土包封外壳之间的摩擦力N； A—岩体结构面的面积m2； 当岩体结构面位于缓坡时， 1-5 1-6 式中，α—岩石结构面与水平面之间的夹角°；N总’—岩体结构面位于缓坡时作用在岩体结构面上总法向荷载N；岩体结构面收到的剪切力τ采用式1-3计算。

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