岩体结构面抗剪强度尺寸效应及其机制是岩石力学及工程地质等相关领域研究的基本问题.目前国内外无成型的可用于大范围系列尺度试样直剪试验的仪器,使得岩体结构面抗剪强度尺寸效应研究进展缓慢.为此,开发岩体结构面抗剪强度尺寸效应联合试验系统与技术,采用多尺度结构面试样快捷切换、荷载测控系统分级和重叠试样等效性校验、测试过程动态检测及结构面剪损测量等关键技术和方法,为结构面抗剪强度尺寸效应等关键科学问题研究提供基础试验支撑平台.该试验系统以两级直剪设备联合试验的初步应用表明:能满足10 cm×10 cm～100 cm×100 cm相差100倍的岩体结构面试样自动切换问题,涉及系列多尺度试样的输送、定位、加载、复位等工作流程;能满足荷载值范围从2～1 000 kN相差500倍的测控系统精度和稳定性,检测机构鉴定试验系统精度等级达到0.5级,通过对30 cm×30 cm和40 cm×40 cm重叠试样在两级直剪设备的抗剪强度试验结果对比,结果表明两者的衔接性良好;通过对相同结构面尺寸的试样在不同载荷条件时的抗剪强度测试,结果表明切向荷载峰值与施加的法向载荷相关;通过对不同结构面尺寸的试样在相同载荷条件时的抗剪强度测试,结果表明切向荷载峰值/法向载荷的比值总体变化趋势稳定,但在某一结构面尺寸范围内出现小幅波动.