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龙图腾网获悉中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司申请的专利一种岩体原位直剪试验自动控制系统及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：CN119937659B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05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：202411985357.X，技术领域涉及：G05D15/01；该发明授权一种岩体原位直剪试验自动控制系统及方法是由白金朋;董延安;张伟;李红利;李耀;郭小亮;赵晓阳;甘俊;骆帅;宋戈设计研发完成，并于2024-12-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种岩体原位直剪试验自动控制系统及方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种岩体原位直剪试验自动控制系统及方法，包括试件法向加载单元、试件水平向加载单元、试件法向数据采集及压力控制单元、试件水平向数据采集及压力控制单元和主控终端机。本发明提供的一种岩体原位直剪试验自动控制系统及方法，通过使用主控终端机、电子百分表、油压传感器、电动油压泵等试验设备，依据明确的峰值强度预估标准公式、水平剪切应力达到峰值强度前的加密判别标准、试验过程水平应力的实际峰值强度量化判别公式和边界条件，按照自动程序的具体执行步骤，实现了岩体原位直剪试验的自动控制流程，省去了繁琐人员劳动，提高了试验效率和试验自动化程度。

本发明授权一种岩体原位直剪试验自动控制系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种采用岩体原位直剪试验自动控制系统的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S1，设备安装及量测系统状态确认； 步骤S2，试验前准备：选择试验类型，包括岩体原位直剪试验和岩体原位直剪试验摩擦试验； 步骤S3，输入关键参数：本次试验中，施加在试件上的恒定的法向应力值σyu、试件剪切面积，剪切角度法向及剪切方向千斤顶出力系数；采用公式1，得到水平剪切应力峰值的预估值τmax： τmax＝kσyu1 其中：k为预估系数，根据试验类型确定；如果为岩体原位直剪试验，k取1.5；如果为岩体原位直剪试验摩擦试验，k取1； 步骤S4，关键参数确认及启动试验； 步骤S5，根据设置的所述关键参数，对试件法向加载单元1进行控制，从而向岩体试件6的顶面施加恒定的法向应力，并且，法向应力值为σyu； 步骤S6，法向应力判稳，当法向应力稳定时，执行步骤S7； 步骤S7，对试件水平向加载单元2进行控制，从而向岩体试件6的侧壁施加水平剪切应力，水平剪切应力具体施加控制方法为： 步骤S7.1，采用公式2，按水平剪切应力峰值的预估值τmax的110为级差，逐级施加水平剪切应力并判稳，同时，实时采集水平剪切应力和剪切位移，实时生成水平剪切应力-剪切位移曲线； 其中：τn为第n级水平剪切应力；τn-1为第n-1级水平剪切应力；n为级数，从1开始递增，当n＝1时，τn-1＝τ0＝0；Δτn为第n级和第n-1级水平剪切应力的级差值； 步骤S7.2，在采用步骤S7.1的方式逐级施加水平剪切应力的过程中，实时判断本级剪切位移增量是否达到前级剪切位移增量的1.5倍，即判断公式3是否成立： Δsn＝1.5Δsn-13 其中： Δsn为第n级剪切位移增量，即为本级剪切位移增量；Δsn-11为第n-1级剪切位移增量，即为前级剪切位移增量； 如果公式3不成立，则继续执行步骤S7.1；如果公式3成立，则执行步骤S7.3； 步骤S7.3，从第n+1级施加水平剪切应力开始，令级差减半，即按公式4的方式，得到新的级差，然后以新的级差逐级施加水平剪切应力并判稳； 其中：τ+11为第n+1级水平剪切应力；Δτ+11为第n+1级和第n级水平剪切应力的级差值，为新的级差值； 步骤S7.4，在以新的级差逐级施加水平剪切应力的过程中，如果在达到步骤S8判定的水平剪切峰值应力之前，本级剪切位移增量再次增大到前级剪切位移增量1.5倍时，则下级施加水平剪切应力增量较本级施加水平剪切应力增量再减半，直至水平剪切应力增量小于0.1Mpa，执行步骤S7.5； 公式为： 当Δsn+m＝1.5Δsn+m-1时，则τn+m+1＝τn+m+Δτn+m+1； 其中： Δsn+m为第n+m级的剪切位移增量； Δsn+m-1为第n+m-1级的剪切位移增量； Δτn+m+1为第n+m+1级的水平剪切应力增量； Δτn+m为第n+m级的水平剪切应力增量； τn+m+1为第n+m+1级的水平剪切应力； τn+m为第n+m级的水平剪切应力； 步骤S7.5，假设第n+x级水平剪切应力增量Δτn+x0.1Mpa，则第n+x+1级水平剪切应力增量Δτn+x+1＝0.1Mpa，因此，第n+x+1级水平剪切应力τn+x+1＝τn+x+0.1MPa，其中，τn+x为第n+x级水平剪切应力；然后以0.1Mpa为级差，即此时新的级差为0.1Mpa，以新的级差逐级施加水平剪切应力，直到达到步骤S8判定的水平剪切峰值应力出现； 步骤S8，在按步骤S7的方式施加水平剪切应力的过程中，水平剪切峰值应力判定标准为： 1如果试件属于发生脆性剪切破坏的岩体类型：本级水平剪切应力比上级水平剪切应力低，上级水平剪切应力比上上级水平剪切应力高，且本级水平剪切应力降低的数值是上级水平剪切应力增加的数值的2倍及以上，则判定上级水平剪切应力为水平剪切峰值应力； 2如果试件属于发生塑性剪切破坏的岩体类型：在任一60s区间内，水平剪切应力在一定的范围内波动，波动区间±0.05MPa，则判定此段时间内的水平剪切应力平均值，为水平剪切峰值应力； 3如果进行直剪试验的试件不属于发生脆性剪切破坏的岩体类型以及发生塑性剪切破坏的岩体类型，则当总的水平剪切位移量达到15mm时，以15mm内的最大水平剪切应力前后共5级剪切数据的平均值，作为水平剪切峰值应力； 步骤S9，通过步骤S8获得了水平剪切峰值应力后，后续试验施加水平剪切应力时以剪切位移控制，剪切位移每增加0.50mm记录一次水平剪切应力剪切位移数据，直至剪切总位移超过35mm，结束试验。

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