近半個世紀以來，地質(zhì)測試專業(yè)人員一直將 MTS 作為高精度、高可靠性巖石測試的行業(yè)標準。
如今我們繼續(xù)運用 40 多年的經(jīng)驗，設(shè)計和制造針對各類應(yīng)用和預算的創(chuàng)新型電液伺服巖石力學試驗機。

準確可靠的設(shè)計

經(jīng)驗證的電液伺服巖石力學試驗機

MTS 815 型和 816 型巖石力學試驗系統(tǒng)有信心提供地質(zhì)材料專家們所需的全集成解決方案，其配置可在基本應(yīng)用和高度復雜的應(yīng)用中測試所有類型的巖石。

設(shè)計這些系統(tǒng)的目的在于測試從軟砂巖到高強度脆性巖石的所有東西，將多功能伺服液壓加載框架與j確的數(shù)字控件、柔性軟件以及用于單軸和三軸測試的附件結(jié)合在一起。

希望這些完整的解決方案能夠幫助您有效地管理和控制當前嚴格的地質(zhì)材料評估所需的力、壓力和溫度。

MTS 815 型系統(tǒng)

MTS 815 型系統(tǒng)非常適合單軸和三軸巖石試驗，對化石燃料勘探和生產(chǎn)、采礦和巖石力學研究至關(guān)重要。它具有高軸向力能力，額定壓縮力高達 4600 千牛，額定張力高達 2300 千牛。

總的來說，其高剛性負載框架、固定十字頭和單端執(zhí)行器使該系統(tǒng)特別適合仔細控制后故障行為的研究。

MTS 816 型系統(tǒng)

MTS 816 型系統(tǒng)為涉及較小試樣的巖石力學研究試驗而設(shè)計。

可為單軸、三軸或直接剪切試驗配置該系統(tǒng)，其緊湊的框架易于安裝在實驗室中。

816 型系統(tǒng)提供的力量能力比 815 型系統(tǒng)更低，但它能夠提供一種更經(jīng)濟的方法，可以將巖石測試能力添加到您的實驗室項目中。

靈活的模塊化設(shè)計

MTS 815 型和 816 型測試系統(tǒng)包括許多功能，這些功能有助于測試專業(yè)人員使用單個系統(tǒng)進行更廣泛的測試。隔板讓您能夠從一系列試樣尺寸中進行選擇。負載框架是為安裝三軸單元而預先設(shè)計。根據(jù)您的需要，可在多種配置中的輕松安裝其他配件。此外，MTS 還可以根據(jù)特定需求定制系統(tǒng)。

帶 656 型三軸負載傳感器的 MTS 815 型測試系統(tǒng)

帶直剪儀的 MTS 816 型測試系統(tǒng)

MTS 可以幫助您在“井下”環(huán)境中常見的高溫、高壓條件下充分描述巖石試樣的特性。

幾十年的巖石測試專業(yè)知識

相較于其他制造商，MTS 在世界各地安裝的高壓伺服液壓巖石測試系統(tǒng)更多。為了設(shè)計這些系統(tǒng)，我們與業(yè)界頗受尊敬的巖石力學研究人員和地質(zhì)力學建模專家合作。我們還利用了從航空航天到生物力學等許多其他材料測試行業(yè)的工程和制造高質(zhì)量測試解決方案中獲得的廣泛知識和實踐經(jīng)驗。

伺服液壓創(chuàng)新

伺服液壓負載框架技術(shù)對于巖石力學測試至關(guān)重要。MTS 在幾十年前就*采用了這項技術(shù)，并繼續(xù)著伺服液壓系統(tǒng)的創(chuàng)新。815 型和 816 型系統(tǒng)代表了我們集體知識和經(jīng)驗的，這就是為什么他們能夠提供測試專業(yè)人員執(zhí)行種類繁多且數(shù)量不斷增加的的巖石力學測試所需的準確度和可靠性。

專門的服務(wù)和支持

為了確保您能夠得到專家的幫助，MT S能夠提供任何測試解決方案提供商中規(guī)模大、經(jīng)驗豐富的服務(wù)、支持和咨詢?nèi)藛T。除了基本的服務(wù)和維護外，我們還提供專業(yè)人員的應(yīng)用工程，這些專業(yè)人員能了解巖石測試的細微差別。我們的團隊還提供完整的生命周期管理，以大限度地提高您的技術(shù)投資回報，并幫助您盡可能經(jīng)濟高效地滿足新的測試需求。

世界工業(yè)設(shè)計

構(gòu)成 815 型和 816 型系統(tǒng)核心的伺服液壓負載框架是世界工業(yè)設(shè)計項目的成果。無論哪種系統(tǒng)適合您的需求，您都可以在強調(diào)j確性和操作簡單性的嚴控環(huán)境中安全高效地執(zhí)行巖石力學測試。

MTS 系統(tǒng)科技

提高精度、可靠性和可重復性的集成技術(shù)

MTS 巖石力學測試系統(tǒng)具備J確、可重復和耐用的性能。MTS 測試系統(tǒng)以其高正常運行時間和可靠的結(jié)果而*，我們在幫助客戶應(yīng)對許多市場嚴峻挑戰(zhàn)過程中也對該測試系統(tǒng)進行設(shè)計、改進和微調(diào)。這種深度和廣度的實踐經(jīng)驗造就了一條全面的產(chǎn)品線，讓巖石測試專業(yè)人員能夠用單一可靠來源滿足所有測試目標。

高剛度負載框架

815 型系統(tǒng)中，負載框架總成包括一個固定十字頭，其安裝在用螺栓固定在底板上的兩個矩形柱上，形成了一個極其堅硬但獨立的框架。集成在底板中的是單端、雙作用執(zhí)行器，行程為100 毫米（4 英寸），用于需要大位移的測試。框架總成包括兩個反饋傳感器——一個壓差（?P）傳感器和一個內(nèi)部線性變量差分變壓器（LVDT），LVDT 用于控制和測量執(zhí)行器的位移。

抗沖擊 LexanTM 門和滑動后面板可在不影響可視性的情況下保留碎屑。

816 型系統(tǒng)中，負載框架總成包括一個固定十字頭，其安裝在用螺栓固定在底板上的四根立柱上，形成一個剛性獨立的框架，可以方便地插入和拔除各種尺寸的試樣和夾具。該系統(tǒng)采用與 815 型系統(tǒng)相同的單端、雙作用執(zhí)行器。

測試區(qū)四面圍有 Lexan 面板，框架本身置于一個硬質(zhì)臺面上，方便設(shè)置作業(yè)高度。

清潔靜音的液壓分配

SilentfloTM 液壓動力單元（HPUS）能夠在極低噪音的運行狀態(tài)下，采用緊湊的體積提供z越的性能。它們很小，也很靜音，可以安裝在實驗室任何地方。事實上，Silentflo HPUS 是聲強為 30 dB（A），比常規(guī) HPUS 更靜音，所需的占地空間非常小。此外，815 型系統(tǒng)還帶有遠程安裝液壓服務(wù)閥組（HSMS），能夠減輕對聲學測量結(jié)果的干擾。

功能強大的軟件

MTS 力學應(yīng)用軟件提供了一套完整的測試模板，能夠進行 ASTM 和 ISRM 規(guī)定的標準測試序列和分析。這些模板能夠指導您進行測試、數(shù)據(jù)采集和報告生成。利用該軟件，您還可以方便地創(chuàng)建自己的自定義模板?；?MTS 793 系列應(yīng)用軟件，MTS地質(zhì)力學包使用高度靈活的拖放用戶界面，能夠簡化建筑標準和非標準的測試過程。

運行時間速率控制，讓您能夠在測試期間增加或減少負載或應(yīng)變速率，從而更嚴格地控制故障后測試，并提高生產(chǎn)量。

運行時間繪圖顯示了選定的反饋，從而連續(xù)監(jiān)控測試進度。

數(shù)字控件

多功能 FlexTest® 數(shù)字控制器能夠提供您所需要的靈活性，滿足全譜測試需求，很快適應(yīng)不斷發(fā)展的標準。FlexTest 控制器具有可擴展性和易用性，可提供高速閉環(huán)控制、數(shù)據(jù)采集、功能生成和傳感器調(diào)節(jié)功能，可跨多個站點進行可靠的單通道和多通道巖石力學測試。

單軸附件

單軸測試包可用于壓縮、應(yīng)變測量、周向應(yīng)變測量、間接拉伸（巴西試驗）、直接拉伸和斷裂韌性。

這些測試包包括測試夾具和相關(guān)硬件，以及傳感器和應(yīng)用軟件。

三軸附件

MTS 三軸巖石測試組件有助于實現(xiàn)現(xiàn)場條件的高保真模擬，如高圍壓、高溫、高壓孔隙流體和各種試樣應(yīng)力狀態(tài)，包括延伸。

附件可用于支持三軸試驗，包括壓縮、蠕變、拉伸和變形應(yīng)力路徑。

巖石伸長計

MTS 伸長計型號 632.9X 系列專為測量高壓和高溫下的巖石應(yīng)變而設(shè)計，為揭示地質(zhì)材料的變形特性提供了Z越的精度、控制和耐久性。

直剪儀

擴展了帶集成 MTS 直剪包的 816 型系統(tǒng)的能力，使圓柱形、棱柱形或不規(guī)則形狀的完整巖石或節(jié)理巖石試樣同時受到正常和剪切應(yīng)力。

該測試包包括剛性、緊湊的負載反作用力框架、剪切執(zhí)行器、為直接剪切優(yōu)化的稱重傳感器和剪切箱。

延伸能力

MTS 815 型和 816 型巖石力學試驗系統(tǒng)是為特殊的高要求應(yīng)用而設(shè)計的。

它們具有多種型號和力度功能，能夠在各種特定測試需求中提供高精度和可靠性。

815 型系統(tǒng)

? 吊耳

? 集成結(jié)構(gòu)非常適合測試易碎材料

? 剛性的固定十字頭

? 矩形柱

? 精度、十字頭和執(zhí)行器表面之間的平行度對準，確保正確加載。

? 前安全門，方便進入測試空間

? 附屬裝置標牌

? 疲勞額定、單端、雙作用執(zhí)行器，帶有專門的密封和軸承設(shè)計，經(jīng)久耐用，加上直接粘合聚合物軸承，能夠減少摩擦并盡可能增加散熱。

? 壓差（?P）傳感器提供力讀數(shù)，但不影響負載框架的剛度，并且在 1000 千牛以上的負載下J確到校準范圍的±1%以內(nèi)。

? 校準至全尺寸執(zhí)行器行程的內(nèi)部 LVDT，以實現(xiàn)*定位控制

? 遠程安裝液壓服務(wù)閥組，減輕對聲學測量設(shè)備的干擾

? 單軸和三軸試驗的大試驗區(qū)

? 抗沖擊 Lexan 面板

? 剛性底板

? 急停按鈕

? 隔振墊

規(guī)格

815 型測試系統(tǒng)

負載框架型號

315.01

315.02

315.04

壓縮率

千牛

1600

2700

4600

千磅

350

600

1000

張力級*

千牛

1050

1350

2300

千磅

240

300

500

執(zhí)行器的位移

毫米

100

100

100

英寸

4

4

4

負載框架的彈簧率

牛/米

7.0 x 109

9.0 x 109

10.5 x 109

磅/英寸

4.0 x 107

5.0 x 107

6.0 x 107

預計重量

千克

2614

4218

7590

磅

5762

9300

16,700

地板加載體積（寬度 x 深度）

毫米

737 x 432

889 x 521

991 x 610

英寸

29 x 17

35 x 20.5

39 x 24

*盡管負載框架組件能夠產(chǎn)生所示的張力，但實際張力限制取決于將夾緊裝置連接到十字頭和執(zhí)行機構(gòu)的連接硬件（例如，螺紋接頭）。

規(guī)格

816 型測試系統(tǒng)

負載框架型號

316.01

316.02

316.04

壓縮率

千牛

500

1045

2046

千磅

110

235

460

張力級*

千牛

291

667

1374

千磅

65

150

309

執(zhí)行器的位移

毫米

100

100

100

英寸

4

4

4

負載框架的彈簧率

牛/米

1.1 x 109

2.6 x 109

3.0 x 109

磅/英寸

6.2 x 106

1.5 x 107

1.7 x 107

預計重量

千克

2380

3252

3822

磅

5250

7170

8426

地板加載體積（寬度 x 深度）

毫米

1168 x 813

1168 x 813

1295 x 1168

英寸

46 x 32

46 x 32

51 x 46

*盡管負載框架組件能夠產(chǎn)生所示的張力，但實際張力限制取決于將夾緊裝置連接到十字頭和執(zhí)行機構(gòu)的連接硬件（例如，螺紋接頭）。

816 型系統(tǒng)

? 十字頭安裝式執(zhí)行器

? 緊密耦合的蓄能器

? 伺服閥

? 四柱固定十字頭設(shè)計

? 單端、雙作用式執(zhí)行器

? 低剖面高剛度力傳感器，j確到校準范圍的±0.5%以內(nèi)

? 壓差傳感器（316.04 負載框架上的標準），在 1000 千牛以上的負載下J確到校準范圍的±1%以內(nèi)

? 校準至全尺寸執(zhí)行器行程的內(nèi)部 LVDT，以實現(xiàn)*定位控制

? 所有側(cè)面都配備 Lexan 面板，便于進入測試空間

? 急停按鈕

? 剛性底板

? 剛性支撐臺

? 隔振墊

多功能應(yīng)用

單軸試驗

單軸壓縮和破壞后壓縮

圓柱形巖石試樣的壓縮和變形試驗需要壓板夾具、用于低力試驗的力傳感器（低于 1000 千牛/200 千磅）或用于高力試驗的壓差傳感器（大于 1000 千牛/200 千磅）、信號調(diào)節(jié)器和電纜、墊片以及軸向和周向應(yīng)變測量工具包。

設(shè)計用于高壓壓縮的負載傳動鏈時，應(yīng)盡可能地保持剛性，以便在對易碎材料進行試驗時，將框架和加載系統(tǒng)部件中存儲的變形能量減至小。

這對于測試失效后的行為尤其重要，因為試驗的完整性取決于防止失效試樣失控。

測力傳感器是疲勞額定的，用于j確測量施加的負載（±0.1%），具有一體式傳感結(jié)構(gòu)，通過熱處理來提高重復性和線性度，并將滯后作用降至低。其多柱設(shè)計提高了靈敏度，同時保持了較高的軸向剛度、過載能力和長期穩(wěn)定性。它能抵抗外來力和力矩，提高精度，并允許很高的側(cè)向和傾覆力矩剛度。

傳感器的特點在于大量的低應(yīng)力端，以確保低滯后作用和小的端部附著效應(yīng)。

測試/標準

?單軸抗壓強度試驗（ASTM D2938-86 和 ISRM 建議的巖石單軸抗壓強度測定方法）

?單軸壓縮中巖石材料的變形性（ASTM D3148-86 和 ISRM 建議的單軸壓縮中巖石材料變形性測定方法）

?單軸壓縮中圓柱形硬巖和軟巖試樣的蠕變（ASTM 4341-84 和 ASTM 4405-84）

間接張力（巴西試驗）

間接張力測試配置使用間接張力夾具、帶負載框架附件套件的測力傳感器、信號調(diào)節(jié)器、從測力傳感器到加載框的電纜以及六到八個墊片，具體取決于試樣尺寸和負載框架模型。

間接張力夾具有一個重量輕但堅固的鋁體（>RC 58），其硬化端蓋磨平（接觸線上小于 0.0005 毫米/毫米），從而將應(yīng)力集中度降至低。

這些經(jīng)特殊設(shè)計、具有特定尺寸的端蓋擁有與試樣接觸區(qū)域匹配的圓弧半徑，以進一步減少應(yīng)力集中和軸外載荷。

此外，夾具的自對準設(shè)計不依賴于負載傳動系的對準。相反，它確保在夾具的整個行程范圍內(nèi)正確對準，通過低摩擦軸承引導大直徑鍍鉻柱。

可通過夾具頂部的球形固定墊圈避免力矩發(fā)生彎曲。

測力傳感器與用于壓縮試驗的疲勞額定模型相同。

測試/標準

? ASTM 標準 D3967-86

? ISRM 建議的通過巴西試驗確定間接拉伸強度的方法

直接張力

直接張力測試中使用直接張力夾具、力傳感器和墊片。該夾具具有堅固的、正交安裝的葉鏈和球形上下接頭，以確保沿著試樣中心軸的負載校準。

端蓋上的 U 形夾銷連接能夠快速方便地更換試樣，無需拆卸夾具。

端蓋設(shè)計確保了環(huán)氧樹脂在試樣端部表面以及試樣端部周圍（當需要更大的粘合強度時）的均勻分布。

將端蓋連接至試樣時，應(yīng)提供校準硬件，以確保端蓋與端蓋的校準。

提供四套試樣端蓋。測力傳感器與用于壓縮和間接拉伸試驗的疲勞額定力傳感器相同。

測試/標準

? ASTM D-2936-84

?ISRM 建議的巖石材料抗張強度測定方法

斷裂韌性

斷裂韌性試驗有助于確定三點彎曲配置中 V 形缺口芯樣的臨界應(yīng)力強度因子（KIc）。該配置使用了彎曲夾具、測力傳感器、三到七個墊片（取決于試樣尺寸、力傳感器和負載架）、應(yīng)變測量套件、夾持式應(yīng)變計、將夾持式應(yīng)變計安裝到試樣上的四個刀口套件、負載點位移測量平均輸出的雙 LVDT、LVDT 安裝夾具和對準工具，四個信號調(diào)節(jié)器和電纜。

彎曲夾具有助于在試樣上定位應(yīng)變和位移傳感器，以獲得準確、可重復的結(jié)果。包括用于j確測量樣品應(yīng)變的應(yīng)變測量套件。對準硬件有助于定位試樣上的位移計和雙 LVDT，并正確定位夾具上的試樣。

疲勞額定力傳感器與壓縮、間接和直接拉伸試驗中所用的傳感器型號相同。

測試/標準

? 斷裂韌性試驗（ISRM 建議的測定 V 形彎曲試樣、一級和二級上巖石斷裂韌性的方法）

三軸試驗

三軸壓縮/三軸蠕變

三軸壓縮/蠕變試驗將上述單軸壓縮附件與三軸單元組件結(jié)合起來，模擬現(xiàn)場應(yīng)力、溫度和孔隙流體壓力，進而研究這些條件變化對試樣的影響。

MTS 三軸單元總成的特點在于具有帶有能夠快速啟閉的液壓控制升降機和鎖芯的疲勞額定單元。

底板上的螺栓法蘭連接確保能夠輕松牢固地關(guān)閉容器。軌道和車架總成與承載架集成，便于單元的安裝和拆卸。

負載傳動鏈自身的設(shè)計是為了適應(yīng)延伸試驗。

電氣和流體貫穿件適用于高壓和高溫，試樣端蓋可用于高壓壓縮試驗、拉伸試驗、孔隙流體和滲透性試驗。

測試/標準

? ASTM D2664-86（無空隙壓力測量時不排水巖心樣品的三軸抗壓強度）

? ASTM D4406-84（環(huán)境或高溫下三軸壓縮的巖心試樣蠕變試驗）

? ISRM 建議的三軸壓縮中測定巖石材料強度的方法

三軸變形應(yīng)力路徑

可以使用 MTS 巖石力學試驗系統(tǒng)、三軸附件和撓曲試驗數(shù)字控件繪制變形應(yīng)力路徑。

使用標準設(shè)備和直接傳感器輸入到撓曲測試控制器來執(zhí)行靜液壓壓縮和三軸壓縮。

剩余的應(yīng)力路徑使用傳感器輸入，以及 FlexTest 控制器的計算輸入特性。

流體靜力學壓縮路徑可以直接測量體積模量。

如果測量了孔隙流體的體積和壓力，以及孔隙坍塌時的靜水擊實點，就可以得到 Skempton 的系數(shù) B 和 Biot 的系數(shù) α。

三軸壓縮路徑從應(yīng)力/應(yīng)變曲線直接測量楊氏模量和泊松比，以及用于確定剪切破壞面和延性屈服面的數(shù)據(jù)。

單軸應(yīng)變壓縮路徑涉及一個試驗，該試驗代表了當巖石埋在沉積盆地中時發(fā)生的變形，或在油氣儲備開采過程中作為流體提取的響應(yīng)而變形時所發(fā)生的變形。該路徑提供了代表生產(chǎn)期間儲層巖石近似變形的數(shù)據(jù)，近似于沉積盆地中沉積物或巖石的變形，并提供了有關(guān)孔隙坍塌區(qū)域的數(shù)據(jù)。

恒 K 比壓縮代表了產(chǎn)出儲集巖后的變形路徑。

它提供了有關(guān)孔隙塌陷區(qū)的數(shù)據(jù)，并能產(chǎn)生恒定的壓差路徑或恒定的平均壓力路徑。

恒差應(yīng)力路徑提供了數(shù)據(jù)，從而能將軸向應(yīng)力σ1對材料特性的影響與流體靜力學路徑（等應(yīng)力條件）中獲得的類似數(shù)據(jù)進行比較。