发明创造名称：锚杆 铰链式砌块生态护坡振动台模型试验装置
外观设计名称：
决定号：181883
决定日：2019-06-24
委内编号：1F267631
优先权日：
申请（专利）号：201610951660.7
申请日：2016-11-02
复审请求人：金陵科技学院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：高茜
合议组组长：朱朔
参审员：杨静
国际分类号：E02D33/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术公开的技术方案之间存在区别技术特征，如果没有举证表明存在将所述区别技术特征应用到该最接近的现有技术以获得权利要求技术方案的技术启示，则该权利要求的技术方案对本领域技术人员来说是非显而易见的。
全文：
本复审请求涉及发明名称为“锚杆 铰链式砌块生态护坡振动台模型试验装置”的第201610951660.7号发明专利申请（下称本申请），申请人为金陵科技学院，申请日为2016年11月02日，公开日为2017年02月15日。
2018年11月06日，国家知识产权局实质审查部门以本申请权利要求1-3不符合专利法第22条第3款的规定为由驳回了本申请。驳回决定所针对的权利要求书为：
“1. 一种锚杆 铰链式砌块生态护坡振动台模型试验装置，包括振动台和模型箱，所述模型箱是由焊接角钢框架和四周挡板组成的箱体，所述箱体一侧的挡板为透明板，所述箱体的底部与振动台固定连接，所述模型箱内衬有塑料泡沫，所述透明板是透明PVC板；所述模型箱内覆盖有防水层；其特征在于：所述模型试验装置各物理量的相似比C如下：
长度l Cl＝5
加速度a Ca＝1
密度ρ Cρ＝1
位移u
速度v
粘聚力c Cc＝CρCl＝5
内摩擦角
应力σ Cσ＝CρCl＝5
应变ε
时间t
频率ω
所述模型箱内设有试验模型土坡，所述模型土坡上具有铰链式砌块、植被和锚杆，加速度传感器布置在模型土坡坡体中间纵向剖面上，土压力传感器布置在距离模型土坡边坡中间纵向剖面300mm一侧的纵向剖面上，孔隙水压力传感器布置在距离边坡中间纵向剖面300mm的另一侧的纵向剖面上，激光位移传感器布置在模型土坡的中间剖面上；
该装置的试验方法，包括确定振动台模型试验相似律、搭建振动台模型试验装置、混凝土砌块制作及坡面植被种植、设计锚杆参数、制作模型土坡、布置传感器和试验数据采集处理，其特征在于：在振动台模型试验装置上输入不同地震波分别对无植被天然护坡、铰链式砌块护坡、铰链式砌块生态护坡、锚杆 铰链式砌块生态护坡四种不同工况边坡模型进行抗震对比试验，其中铰链式砌块生态 护坡与锚杆 铰链式砌块生态护坡是将长成的香根草幼苗4株一簇移植到护坡上。
2. 根据权利要求1所述的锚杆 铰链式砌块生态护坡振动台模型试验装置的试验方法，其特征在于：所述锚杆长度取600mm，竖向间距取300mm。
3. 根据权利要求2所述的锚杆 铰链式砌块生态护坡振动台模型试验装置的试验方法，其特征在于：在试验数据采集处理中，试验数据的滤波方法主要是在时域方法中的IIR数字滤波基础上采用带通滤波器来进行滤波处理。”
驳回决定认为：权利要求1与对比文件1（CN203688186U，授权公告日为2014年07月02日）相比，区别技术特征在于本申请是锚杆和铰链式砌块生态护坡试验装置，而对比文件1则是锚杆护坡试验装置；本申请透明板的材质、模型箱内覆盖防水层，模型试验各个物理量的相似比；土坡上具有铰链式砌块，植被，加速度传感器、土压力传感器、孔隙水压力传感器、激光位移传感器的布置；方法还包括确定振动台模型试验相似率，混凝土砌块制作及坡面植被种植，并输入不同地震波与无植被天然护坡、铰链式砌块护坡、铰链式砌块生态护坡、锚杆 铰链式砌块生态护坡四种不同工况边坡模型进行抗震对比试验，其中铰链式砌块生态护坡与锚杆 铰链式砌块生态护坡是将长成的香根草幼苗4株一簇移植到护坡。基于上述区别技术特征确定本申请实际解决的技术问题是：进一步保证模型试验的准确度。而在进行模型试验时，确定各个物理量的相似比是一般的模型试验方法。至于具体数值的确立是根据实际试验条件、预期要求并结合一般试验原理能够获得的（参见《路堑边坡工程理论与实践》，廖小平等，中国铁道出版社，2011.08，其中记载了边坡开挖卸荷模型试验，地质力学模型试验建立在相似理论基础上，模型和原型为两个系统，它们的几何特征和各物理量之间必然保持一定比例关系，常见的地质力学模型中相似常数有应力相似常数、位移相似常数、材料密度相似数、内摩擦角相似常数、黏聚力相似常数等，将这些相似常数带入弹性力学基本方程与边界条件可以得到表示相似物理量关系的相似判断）（下称“参考文献1”）。其余区别均是本领域常用技术手段。因此，在对比文件1的基础上结合本领域常规手段得出权利要求1所要求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的，权利要求1不具备创造性。权利要求2-3的附加特征也属于本领域常用技术手段，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，从属权利要求2-3也不具备创造性。
金陵科技学院（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年12月03日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书的修改替换页，将说明书中的部分内容补入了权利要求1中。修改后的权利要求书如下：
“1. 一种锚杆 铰链式砌块生态护坡振动台模型试验装置，包括振动台和模型箱，所述模型箱是由焊接角钢框架和四周挡板组成的箱体，所述箱体一侧的挡板为透明板，所述箱体的底部与振动台固定连接，所述模型箱内衬有塑料泡沫，所述透明板是透明PVC板；所述模型箱内覆盖有防水层；
所述模型箱内设有试验模型土坡，所述模型土坡上具有铰链式砌块、植被和锚杆，加速度传感器布置在模型土坡坡体中间纵向剖面上，土压力传感器布置在距离模型土坡边坡中间纵向剖面300mm一侧的纵向剖面上，孔隙水压力传感器布置在距离边坡中间纵向剖面300mm的另一侧的纵向剖面上，激光位移传感器布置在模型土坡的中间剖面上；
该装置的试验方法，包括确定振动台模型试验相似律、搭建振动台模型试验装置、混凝土砌块制作及坡面植被种植、设计锚杆参数、制作模型土坡、布置传感器和试验数据采集处理，其特征在于：在振动台模型试验装置上输入不同地震波分别对无植被天然护坡、铰链式砌块护坡、铰链式砌块生态护坡、锚杆 铰链式砌块生态护坡四种不同工况边坡模型进行抗震对比试验；
其特征在于：所述振动台模型试验相似律的确定方法如下：
定义原型和模型之间的几何相似比为Cl，则：Cl＝lp/lm (2-1)
式中：lp为原型尺寸；lm为模型尺寸；
此试验在普通重力场下进行，模型和原型的重力加速度应当相等，重力加速的相似比Cg＝gp/gm＝1 (2-2)
式中：gp为原型加速度；gm为模型加速度；
水平加速度与重力加速度相似，故水平地震加速度的相似比Ca＝ap/am＝1(2-3)
式中：ap为原型加速度；am为模型加速度；
得出试验时输入模型中的地震波幅值不需要改变；
坡体材料的抗剪强度遵循莫尔一库仑准则，为使破坏现象相似，要求原型和模型的岩土材料满足抗剪强度相似，因此又由于所以
且坡体荷载主要是本身重力作用，由于它们的加速度相似，而坡体材料的重度对应着材料的密度，所以
由知：
假设土坡在地震作用下产生的动力变形是由从坡底竖直向上传播的剪切波引起，在坡体自身重力的作用下，坡体会慢慢固结压实，由Janbu公式得到：坡体的最大剪切模量Gmax和土体竖直方向的深度近似呈Gmax～z1/2上凸曲线的非线性数值关系：
式中：K是和土体密度有关系的无量纲的常数；Pa＝98kPa；σ′0为坡体应力莫尔圆的平均有效应力；
同时，由坡体材料剪应力一剪应变双曲线图形，易知G/Gmax和剪应变的反S形衰减函数关系是确定的，则割线模量的相似比
剪应变相似比由于本试验坡体材料选取于真实模型土体，所以密度和K值也基本相等：CK＝1；
即使坡体材料采用和原模型相同的坡体材料，但是由于模型尺寸缩小，坡体高度减小，模型中几何相似点处的割线模量要小于原型中对应点的割线剪切模量，考虑模型的缩尺和应变的失真，模型的动位移相似比为：
由于位移的减小，为了满足水平地震加速度相似比为1的要求，对试验模型中所输入的地震波在时间轴上进行压缩，提高地震输入波的频率，得到时间相似比为：
速度相似比为：
综上，所述模型试验装置各物理量的相似比C如下：
所述模型土坡的坡底长2.2m，宽1.1m，高1.5m，坡角40°，土样为水库护坡的边坡土，有效粘聚力c＝5.533kPa，内摩擦角＝21°，含水率＝32.21％，并对所取土样进行颗粒级配，对试验模型土坡采用分层填筑分层夯实的办法，每隔150mm填筑一层后进行夯实，环刀取样，当填筑到设定标高以后，采取人工削坡的方法，把坡度削成40°；
所述砌块尺寸为88mm×88mm×24mm，原料配合比水泥∶砂∶水＝1∶5.5∶0.5∶0.3，水泥采用C30海螺水泥，砂为中细砂，石子粒径在2mm到5mm之间；
种植植被是将长成的香根草幼苗4株一簇移植到护坡上。
2. 根据权利要求1所述的锚杆 铰链式砌块生态护坡振动台模型试验装置的试验方法，其特征在于：所述锚杆长度取600mm，竖向间距取300mm。
3. 根据权利要求2所述的锚杆 铰链式砌块生态护坡振动台模型试验装置的试验方法，其特征在于：在试验数据采集处理中，试验数据的滤波方法主要是在时域方法中的IIR数字滤波基础上采用带通滤波器来进行滤波处理。”
复审请求人认为：修改后的权利要求1与对比文件1的主要区别特征在于：（1）“确定振动台模型试验相似律”；（2）“模型土坡的土样为水库护坡的边坡土”；（3）传感器的布置方式。上述区别实际解决了3个逐层递进的新技术问题。但上述区别在驳回决定列举的对比文件中均没有公开或给出启示，审查员运用了大量的公知常识及惯用手段但没有相应证据，不能接受。
经形式审查合格后，国家知识产权局受理了该复审请求，于2018年12月26日向复审请求人发出复审请求受理通知书，并向国家知识产权局原审查部门发出了前置审查通知书，同时将本案转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书认为修改后的权利要求1-3仍然不具备创造性，并补充了非专利文献——《2009全国土木工程博士生学术论坛优秀论文集》中的一篇论文用于说明振动台模型实验的相似比的确定方法和具体公式，补充了多篇专利文献用于说明铰链砌块生态护坡结构属于常见护坡形式、补充了非专利文献——《工程结构试验》一书第234-235页用于说明模型试验的几何相似比选择的一般范围，补充了非专利文献——《地下结构抗震》一书第204-205页用于说明材料选择是本领域公知常识。
至此，合议组认为本案事实清楚，可以作出复审决定。
二、决定的理由
1、关于文本
复审请求人在提出复审请求时提交了权利要求书的修改替换页，本复审决定针对的审查文本为：复审请求人于2018年12月03日提交的权利要求第1-3项，于2016年11月28日提交的说明书第[0001]-[0116]段，于申请日提交的说明书附图、摘要和摘要附图作为审查基础。经审查，上述修改符合专利法第33条的规定。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定，创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术公开的技术方案之间存在区别技术特征，如果没有举证表明存在将所述区别技术特征应用到该最接近的现有技术以获得权利要求技术方案的技术启示，则该权利要求的技术方案对本领域技术人员来说是非显而易见的。
本申请权利要求1请求保护一种锚杆 铰链式砌块生态护坡振动台模型试验装置，并对试验装置的具体组成、试验方法、振动台模型试验相似比的确定方法及其具体取值、模型土坡的制作方法及其具体物理参数、砌块尺寸及原料配比及原料材料的选择作了具体限定。
对比文件1公开了一种地震作用下边坡锚固系统动力响应试验测试系统，并具体公开了（参见说明书第[0003]-[0057]段及附图1-4）：其包括振动台、随振动台同步进行振动的动力响应试验模型，动力响应试验模型包括模型箱和装于模型箱内且由硅胶浇注形成的边坡模型，模型箱包括箱体和对箱体进行加固的上下加固架，其中上加固架为由角钢6-1焊接而成，下加固架为T型钢6-2焊接而成，箱体包括底板、左右挡板和前后挡板，实际安装时，动力响应试验模型通过角钢二固定在振动台上，左右挡板均为有机玻璃板；模型箱前后挡板与边坡模型之间用聚乙烯泡沫板隔开，边坡模型包括坡体模型1-1和布设在坡体模型1-1前侧的滑体模型1-2，多根测试用锚杆均从滑体模型1-2由前向后插入，并布设加速度传感器和应变测试装置检测加速度和应变分布。该装置能在室内对地震作用下边坡锚固系统的动力响应特征进行模拟测试。
经对比可知，权利要求1与对比文件1的区别在于：（1）对比文件1没有公开本申请权利要求1中振动台模型试验的11种相似常数及其确定方法；（2）对比文件1没有公开本申请权利要求1中的锚杆 铰链式砌块生态护坡、模型土坡的制作方法及其具体物理参数、砌块尺寸及原料配比及原料材料的选择；（3）对比文件1没有公开本申请权利要求1中的加速度传感器的布设方式以及土压力传感器、孔隙水压力传感器、激光位移传感器及其布设方式。
对于上述区别特征（1），驳回决定认为在进行模型试验时，确定各个物理量的相似比是一般的模型试验方法，具体数值的确立是根据实际试验条件、预期要求并结合一般试验原理能够获得的（参见参考文献1）。同时，驳回决定认为其他区别均是本领域常用技术手段。
合议组经审查后认为：
参考文献1公开了边坡开挖卸荷的模型试验（参见其第3章第3.3节），并具体公开了模型试验原理和方法，基于相似原理，若模型和原型为两个系统，则它们的几何特征和各物理量之间必然相互保持一定的比例关系。把原型（p）和模型（m）之间相同的物理量之比称为相似常数（C），于是有几何相似常数CL，应力相似常数Cσ、应变相似常数Cε、位移相似常数Cδ、弹性模量相似常数CE、泊松比相似常数Cμ、边界应力相似常数Cτ、体积力相似常数CF、材料密度相似数Cρ、材料容重相似常数Cγ等等，对于破坏模型而言，还要考虑结构与岩土体的强度特性，如抗压强度相似常数CR、岩土体黏聚力相似常数Cc、内摩擦角相似常数Cφ等。把这些相似常数代入弹性力学的基本方程与边界条件中，可以得到相似条件方程，进而又可以得到表示相似物理量关系的相似判据。一般地，对于地质力学模型试验而言，所有相似条件满足是不可能的，相似总是近似的，模型只能在某些性质上与原型相似。因此，一般遵循的原则是对现象进行深入分析，抓住对全局有决定意义的重要因素，不影响全局的因素只作近似的保证或忽略不计。对于坡体开挖的地质力学模型试验，其重要作用的相似常数主要为CE、Cμ、Cγ、Cc、Cφ、CR等。此外，参考文献1还公开了其试验选择的几何相似比为CL=1：30。
可见，首先，参考文献1仅公开了模拟试验的原理、常见相似常数的定义、以及坡体开挖的地质力学模型试验中起重要作用的几种相似常数，并没有完全公开本申请权利要求1中的11种相似常数，也没有公开这些相似常数的确定方法；其次，参考文献1公开的模型几何相似比CL为1：30，而本申请权利要求1中的几何相似比CL为5，二者相差较大，且相似常数的种类本身较多，本领域技术人员在模拟试验中选择相似常数时所考虑的因素也较多，尤其是当参考文献1与本申请的几何相似比相差较大时，本领域技术人员仅基于参考文献1公开的模拟试验的原理、相似常数的定义以及模型试验中重要的几种相似常数，难以获得本申请权利要求1中振动台模型试验的11种相似常数及其确定方法。即参考文献1也没有给出得到权利要求1上述特征的技术启示；此外，驳回决定中也未提供其他证据证明本申请权利要求1中的上述相似常数及其确定方法是本领域的常用技术手段。
此外，对于上述区别特征（1），原审查部门在前置审查意见书中补充了非专利文献——《2009全国土木工程博士生学术论坛优秀论文集》中的一篇论文“岩土模型试验相似设计及土体相似材料”，用于证明本申请权利要求1中的振动台模型实验的相似比的确定方法和具体公式已被公开。对此，合议组经审查后认为：《专利审查指南》中规定：复审程序中，合议组可以依职权引入所属技术领域的公知常识，或者补充相应的技术词典、技术手册、教科书等所属领域中的公知常识性证据。但上述博士论文这一证据形式本身并不属于《专利审查指南》中规定公知常识性证据，因此在复审程序中不能作为证据直接引入用于评价本申请的创造性。此外，前置意见中补充的其它专利文献也不属于公知常识性证据，补充的教科书证据既未公开上述区别技术特征（1），也不能证明其是本领域公知常识。因此，基于目前的对比文件1和公知常识性证据，尚不足以认定本申请权利要求1中的相似常数的选择和确定方法均属于本领域技术人员的公知常识。在对比文件1未公开上述区别技术特征，且尚无证据表明其属于本领域的公知常识的情况下，驳回决定中关于权利要求1相对于对比文件1和本领域常用技术手段的结合不具备创造性的理由不能成立。
权利要求2、3直接或间接引用权利要求1。由于驳回决定中关于权利要求1相对于对比文件1和本领域常用技术手段的结合不具备创造性的理由不能成立，基于此，其关于权利要求2和3不具备创造性的理由也不能成立。
基于上述理由，本案合议组作出如下决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年11月06日对第201610951660.7号发明专利申请作出的驳回决定，由原审查部门在本决定针对的申请文本的基础上对本专利申请继续审查。
复审请求人对本决定不服的，可根据专利法第41条第2款的规定，自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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