在武汉地质学院担任助教时，杜时贵就钟情岩体力学。高速公路、能源矿山、水利水电等工程的建设，都需要对岩体进行深入分析。在杜时贵看来，岩体是宝贝，唯有摸透它、用好它，才能更好地为人类造福。
岩体内滑移面抗剪强度是边坡稳定性评价的关键参数。然而，抗剪强度精确获取是岩土工程领域的世界性难题。从1925年太沙基创立土力学、1957年岩石力学诞生以来，精确获取抗剪强度是几代岩土力学专家追寻的目标。
为了攻克这一难题，杜时贵常常独自沉浸在旷野山川、浩瀚资料的寂寞中，以及深夜奋笔疾书的畅快里。岩石结构面粗糙度系数（JRC）作为获取抗剪强度的关键参数，其准确评价几乎是每一项涉及岩石工程的项目不可或缺的一环。杜时贵从野外精心采集了大量岩石结构面试样，一头扎进对JRC及其工程应用的研究之中。
传统的抗剪强度直剪试验法，过程周期长、成本高，且获得的参数准确度不高。即使最先确立JRC理论的挪威地质学家Barton也只是提出用经验估算法来解决。
“技术创新，有一种原因是困难逼得你没办法，还有就是对原有的技术不满。”杜时贵知难而进，他的第一个发明——轮廓曲线仪就是在困难和不满中诞生的。
当时科技界最先进的JRC剖面获取方法是等距截取法。这个方法至少需要两个人才能完成，而且速度慢，误差大。还是研究生的杜时贵单打独斗，没有助手。他发现这一方法在很大程度上依赖测量者的经验，不同的人测量结果差异大。
杜时贵苦苦思索了3个月，不断尝试，设计了数十种方案，最后在一次跑步时灵光乍现，发明了轮廓曲线仪，花了8块钱请人做了出来，用接触式方法绘制了世界上第一条野外现场的岩体结构面表面起伏形态连续曲线。这8块钱加工而成的仪器一直伴随着他走到现在。
在历经8年摸索研究后，1992年，杜时贵发表了第一篇学术论文《简易纵剖面仪及其在岩体结构面粗糙度系数研究中的应用》。这项创新成果在国家“八五”重点工程——黄河小浪底水库三个边坡工程应用中得到成功检验。1993年获得国家专利，同年获得地质矿产部科技进步三等奖，当时杜时贵年仅31岁。