1.一种岩石原位抗剪强度测量装置，其特征在于：它包括设置在被测岩石（1）上台阶状钻孔（2）孔底的剪切测头（3），剪切测头（3）上设有法向力和剪切力加载装置，剪切测头（3）尾端设有剪应力加载拉杆（5），剪切测头（3）通过油路连接有设在台阶状钻孔（2）外的伺服油泵（9），剪应力加载拉杆（5）尾端顺序设有钻孔孔口挡板（8）、剪应力加载千斤顶（6）和剪应力加载千斤顶锁定螺母（53），通过剪应力加载千斤顶锁定螺母（53）将剪应力加载千斤顶（6）和钻孔孔口挡板（8）挤压固定在钻孔口的岩石（1）上，剪应力加载千斤顶（6）上设有剪应力加载千斤顶加压油管（61）和剪应力加载千斤顶卸压油管（62），剪应力加载拉杆（5）尾端和钻孔孔口挡板（8）之间设有剪切位移测试装置，伺服油泵（9）和剪切位移测试装置通过线路连接有应力-位移数据采集及显示系统（10）,所述应力-位移数据采集及显示系统（10）为PC电脑；

所述法向力和剪切力加载装置包括设置在剪切测头（3）内设有多个径向设置的油缸，油缸包括对称设置的剪应力加载板油缸（32）和法向力加载板油缸（34），剪应力加载板油缸（32）和法向力加载板油缸（34）连接有剪切测头油路（35），剪应力加载板油缸（32）上设有剪应力加载板（31），法向力加载板油缸（34）上设有法向力加载板（33）；所述剪应力加载板（31）为丁字形结构，法向力加载板（33）长方体结构，顶部与钻孔接触的一面为与钻孔曲率相同的曲面；剪切测头（3）上设有剪切测头限位挡板（36），剪切测头（3）通过剪切测头限位挡板（36）将剪切测头（3）上的剪应力加载板（31）和法向力加载板（33）固定在台阶状钻孔（2）底部的阶梯钻孔中。

2.根据权利要求1所述的岩石原位抗剪强度测量装置，其特征在于：所述剪切测头油路（35）通过油管穿过钻孔孔口挡板（8）上的通孔延伸出台阶状钻孔（2）与伺服油泵（9）相连接，油管包括剪应力加载板加压油管（41）、剪应力加载板卸压油管（42）、法向力加载板加压油管（43）、法向力加载板卸压油管（44），其中剪应力加载板加压油管（41）和剪应力加载板卸压油管（42）分别与剪应力加载板油缸（32）相连接，控制剪应力加载板油缸（32）膨胀收缩；法向力加载板加压油管（43）和法向力加载板卸压油管（44）分别与法向力加载板油缸（34）相连接，控制法向力加载板油缸（34）膨胀收缩。

3.根据权利要求1所述的岩石原位抗剪强度测量装置，其特征在于：剪应力加载拉杆（5）包括多个剪应力加载拉杆连接头（51），两个剪应力加载拉杆连接头（51）之间通过剪应力加载拉杆锁止螺母（52）连接紧固。

4.根据权利要求1所述的岩石原位抗剪强度测量装置，其特征在于：所述剪切位移测试装置包括剪切位移测试支架（7），剪切位移测试支架（7）上设有多个剪切位移测试支架姿态调整阀门（71），剪切位移测试支架（7）与钻孔孔口挡板（8）之间设有位移计（72）。

5.一种使用权利要求书1所述装置的岩石原位抗剪强度测量方法，其特征在于步骤如下：

a. 利用钻机和台阶状钻头在被测岩石（1）上施工台阶状钻孔（2），从而在大钻孔顶端同心处形成小钻孔；

b. 利用应力-位移数据采集及显示系统（10）控制伺服油泵（9）通过剪应力加载板卸压油管（42）和法向力加载板卸压油管（44）将剪切测头（3）上的剪应力加载板（31）和法向力加载板（33）收缩起来，利用剪应力加载拉杆（5）将剪切测头（3）送入台阶状钻孔（2）底部的小钻孔中，并在剪应力加载拉杆（5）顺序安装钻孔孔口挡板（8）和剪应力加载千斤顶（6），并通过剪应力加载千斤顶锁定螺母（53）挤压钻孔孔口挡板（8）固定在钻孔口的岩石（1）上，在应力加载拉杆（5）上安装切位移测试支架（7），并在切位移测试支架（7）与钻孔孔口挡板（8）之间安装位移计（72）；

c. 利用应力-位移数据采集及显示系统（10）控制伺服油泵（9）根据实验要求输出预设的压力，伺服油泵（9）通过剪应力加载板加压油管（41）和法向力加载板加压油管（43）控制剪应力加载板油缸（32）和法向力加载板油缸（34）将剪应力加载板（31）和法向力加载板（33）膨胀伸出从而顶住台阶状钻孔（2）的小钻孔侧壁，将伺服油泵（9）根据实验要求输出的压力转换为向小钻孔侧壁施加的法向力和剪切力；

d.将伺服油泵（9）输出的压力数据生成压力曲线，利用压力曲线确定岩石单轴抗压强度，将岩石单轴抗压强度的一半确定为后续剪切试验法向力最大加载范围，锁定剪应力加载板加压油管（41）供应给剪应力加载板油缸（32）的压力；

e. 将剪切试验法向力最大加载压力范围平均分为4个等级，以此作为后续剪切试验法向力施加等级；

f. 利用应力-位移数据采集及显示系统（10）通过伺服油泵（9）控制法向力加载板（33）向岩石（1）岩壁施加第一级法向力，同时应力-位移数据采集及显示系统实时采集法向力加载板（33）上的压力信息，待达到第一级法向力且稳定后，控制伺服油泵（9）锁定法向力加载板加压油管（43）压力；

g. 应力-位移数据采集及显示系统（10）通过伺服油泵（9）张拉剪应力加载千斤顶（6），通过剪应力加载千斤顶（6）拖动剪应力加载拉杆（5）拖拽剪切测头（3），同时应力-位移数据采集及显示系统（10）利用位移计（72）采集和显示剪切测头（3）的剪应力及剪切位移数据，直至剪切测头（3）被拽出台阶状钻孔（2）的小孔后停止剪切，存储测试数据；

h. 应力-位移数据采集及显示系统（10）通过伺服油泵（9）分别控制剪应力加载千斤顶（6）进行卸压复位，同时控制法向力加载板（33）和剪应力加载板（31）进行卸压复位；

i. 调整剪切测头（3）在台阶状钻孔（2）中的位置，继续控制法向力加载板（33）向小钻孔岩壁施加剩余的三个等级的法向力条件下剪应力值，并存储测试数据；

j. 将以上测试得到的四组测试数据放在以法向力为横轴、以剪应力为纵轴的图中进行线性拟合，拟合直线的截矩即为测试岩石（1）的内聚力，拟合直线与横轴的夹角即为测试岩石（1）的内摩擦角。

6.根据权利要求5所述岩石原位抗剪强度测量方法，其特征在于，检测法向力加载板（33）向小钻孔岩壁施加剩余的三个等级的法向力条件下剪应力值的方法为：将剪切测头（3）塞入小钻孔中，并在小钻孔孔内沿顺时针方向旋转45°，重复步骤c、f、g、h完成第二等级法向力条件下的剪切试验，重复本步骤完成第三和第四等级法向力条件下的剪切试验。

7.根据权利要求5所述岩石原位抗剪强度测量方法，其特征在于：检测法向力加载板（33）向小钻孔岩壁施加剩余的三个等级的法向力条件下剪应力值的方法为：将台阶状钻孔（2）内所有设备移出，沿原钻孔向深部继续钻进形成新的台阶钻孔（2）后，重复步骤b、c、f、g、h完成第二等级法向力条件下的剪切试验，重复以上步骤完成第三和第四等级法向力条件下的剪切试验。

8.根据权利要求5所述岩石原位抗剪强度测量方法，其特征在于：伺服油泵（9）通过控制剪应力加载板加压油管（41）控制剪应力加载板（31）匀速施加压力直至剪应力加载（31）板刺入岩石内的深度为L1，期间其余油管均为闭合状态，同时利用应力-位移数据采集及显示系统（10）实时采集剪应力加载板（31）压力数据曲线。