近半個世紀(jì)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(biāo)準(zhǔn)。
如今我們繼續(xù)運(yùn)用 40 多年的經(jīng)驗，設(shè)計和制造針對各類應(yīng)用和預(yù)算的創(chuàng)新型電液伺服巖石力學(xué)試驗機(jī)。

準(zhǔn)確可靠的設(shè)計

經(jīng)驗證的電液伺服巖石力學(xué)試驗機(jī)

MTS 815 型和 816 型巖石力學(xué)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(fù)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(qiáng)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(dāng)前嚴(yán)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(xué)研究至關(guān)重要。它具有高軸向力能力，額定壓縮力高達(dá) 4600 千牛，額定張力高達(dá) 2300 千牛。

總的來說，其高剛性負(fù)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(xì)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(xué)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(jì)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(jìn)行更廣泛的測試。隔板讓您能夠從一系列試樣尺寸中進(jìn)行選擇。負(fù)載框架是為安裝三軸單元而預(yù)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(fù)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(xué)研究人員和地質(zhì)力學(xué)建模專家合作。我們還利用了從航空航天到生物力學(xué)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(fù)載框架技術(shù)對于巖石力學(xué)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(xué)測試所需的準(zhǔn)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(hù)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(xì)微差別。我們的團(tuán)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(jì)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(fù)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(qiáng)調(diào)j確性和操作簡單性的嚴(yán)控環(huán)境中安全高效地執(zhí)行巖石力學(xué)測試。

MTS 系統(tǒng)科技

提高精度、可靠性和可重復(fù)性的集成技術(shù)

MTS 巖石力學(xué)測試系統(tǒng)具備J確、可重復(fù)和耐用的性能。MTS 測試系統(tǒng)以其高正常運(yùn)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(yán)峻挑戰(zhàn)過程中也對該測試系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、改進(jìn)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(biāo)。

高剛度負(fù)載框架

815 型系統(tǒng)中，負(fù)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(fù)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(yùn)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(qiáng)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(yuǎn)程安裝液壓服務(wù)閥組（HSMS），能夠減輕對聲學(xué)測量結(jié)果的干擾。

功能強(qiáng)大的軟件

MTS 力學(xué)應(yīng)用軟件提供了一套完整的測試模板，能夠進(jìn)行 ASTM 和 ISRM 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)測試序列和分析。這些模板能夠指導(dǎo)您進(jìn)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(xué)包使用高度靈活的拖放用戶界面，能夠簡化建筑標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的測試過程。

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

運(yùn)行時間繪圖顯示了選定的反饋，從而連續(xù)監(jiān)控測試進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)。FlexTest 控制器具有可擴(kuò)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(jìn)行可靠的單通道和多通道巖石力學(xué)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(kuò)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(fù)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(xué)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(zhǔn)，確保正確加載。

? 前安全門，方便進(jìn)入測試空間

? 附屬裝置標(biāo)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(fù)載框架的剛度，并且在 1000 千牛以上的負(fù)載下J確到校準(zhǔn)范圍的±1%以內(nèi)。

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

? 遠(yuǎn)程安裝液壓服務(wù)閥組，減輕對聲學(xué)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(fù)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(fù)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(yù)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(fù)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(jī)構(gòu)的連接硬件（例如，螺紋接頭）。

規(guī)格

816 型測試系統(tǒng)

負(fù)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(fù)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(yù)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(fù)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(jī)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(zhǔn)范圍的±0.5%以內(nèi)

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

? 校準(zhǔn)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(jìn)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(fù)載傳動鏈時，應(yīng)盡可能地保持剛性，以便在對易碎材料進(jìn)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(fù)載（±0.1%），具有一體式傳感結(jié)構(gòu)，通過熱處理來提高重復(fù)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(biāo)準(zhǔn)

?單軸抗壓強(qiáng)度試驗（ASTM D2938-86 和 ISRM 建議的巖石單軸抗壓強(qiáng)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(fù)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(fù)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(jìn)一步減少應(yīng)力集中和軸外載荷。

此外，夾具的自對準(zhǔn)設(shè)計不依賴于負(fù)載傳動系的對準(zhǔn)。相反，它確保在夾具的整個行程范圍內(nèi)正確對準(zhǔn)，通過低摩擦軸承引導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)

? ASTM 標(biāo)準(zhǔn) D3967-86

? ISRM 建議的通過巴西試驗確定間接拉伸強(qiáng)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(fù)載校準(zhǔn)。

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(dāng)需要更大的粘合強(qiáng)度時）的均勻分布。

將端蓋連接至試樣時，應(yīng)提供校準(zhǔn)硬件，以確保端蓋與端蓋的校準(zhǔn)。

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(biāo)準(zhǔn)

? ASTM D-2936-84

?ISRM 建議的巖石材料抗張強(qiáng)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(qiáng)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(fù)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(fù)載點位移測量平均輸出的雙 LVDT、LVDT 安裝夾具和對準(zhǔn)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(zhǔn)確、可重復(fù)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(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)

? 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(jìn)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(jī)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(fù)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(biāo)準(zhǔn)

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

三軸變形應(yīng)力路徑

可以使用 MTS 巖石力學(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(dāng)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(xué)路徑（等應(yīng)力條件）中獲得的類似數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。