Die Ermittlung lastinduzierter, anisotroper Schädigungen unter verschiedenen mehraxialen Spannungszuständen bedingt die Dehnungsmessung im Inneren kleinformatiger Probekörper. Die Wahl fiel auf quasi‐kontinuierlich messende, faseroptische Sensoren ohne werksseitige Schutzummantelung. Dieser Beitrag erläutert das Messprinzip und zeigt, welche Messkonfigurationen bestehend aus Messsystem, Sensorfaser und Coatingmaterial für diese Aufgabe geeignet sind und mit welchen Hilfskonstruktionen die Positionierung der Messsensoren im Probekörper gelingt, um besonders auch im Bereich kleiner Dehnungen exakte Messwerte zu erhalten, die mindestens die gleiche Genauigkeit wie die etablierten Messsysteme Dehnmessstreifen und Photogrammetrie aufweisen. Dafür werden einaxiale Druck‐ und Zugversuche an Mörtelprismen ausgewertet und ein geeignetes Messkonzept für kommende mehraxiale Versuche entwickelt.

Für die Quantifizierung lastinduzierter anisotroper Schädigungen unter verschiedenen mehraxialen Spannungszuständen ist die Dehnungsmessung im Inneren kleinformatiger Probekörper erforderlich. Quasikontinuierlich messende faseroptische Sensoren ohne werksseitige Schutzummantelung können dafür neue Möglichkeiten eröffnen. Dieser Beitrag erläutert die Herausforderungen bei der Dehnungsmessung bei mehraxialen Versuchen und das Potenzial der quasikontinuierlichen Dehnungsmessung mit faseroptischen Sensoren. Es wird die Positionierung der Messfasern mittels eines Messingprofils in den unbewehrten Probekörpern erläutert und die Beeinflussung der Betoneigenschaften durch dieses Trägergestell. Die möglichen Messgenauigkeiten und messtechnischen Besonderheiten speziell hinsichtlich der querdruckempfindlichen und nicht alkaliresistenten Messfasern werden aufgezeigt. Ein Vergleich mit der häufig angewandten Dehnungsmessung über die Bürstenverformung zeigt, dass trotz aller bestehenden Herausforderungen die faseroptischen Sensoren eine Dehnungsmessung bei dreiaxialen Versuchen in bisher nicht erreichbarer Genauigkeit ermöglichen.

Nichtlineare Materialmodelle für Beton sind aus theoretischer Sicht für eine Simulation von Betonkonstruktionen bis zum Versagen geeignet. Anwendungsfälle bleiben allerdings nicht selten auf die Nachrechnung bekannter Versuche beschränkt. Dabei ist eine Anpassung einer Vielzahl nicht physikalischer Modellparameter an vorhandene Versuchsergebnisse erforderlich. Eine Prognose des Bauteilverhaltens ist auf diese Weise unmöglich. Einschränkungen vorhandener Modelle werden schon bei der Simulation eines einfachen uniaxialen Würfeldruckversuchs deutlich. In Belastungsrichtung wird zwar ein realistisches Kraft‐Verformungs‐Diagramm vorhergesagt. Quer zur Lastrichtung aber werden Verformungen durch stark vereinfachende Annahmen ermittelt. In Belastungsrichtung wird der Druckbruch von Beton suggeriert, obwohl das Versagen im Experiment durch Querzugrisse zustande kommt. Dieser Beitrag liefert bisher fehlende Versuchsbeobachtungen, um die grundlegenden Annahmen der Plastizitätstheorie für Beton zu erweitern und zu verbessern. Sie enthalten die erforderlichen mehrfachen Be‐ und Entlastungen und insbesondere Verzerrungen quer zur Hauptbelastungsrichtung werden dokumentiert. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse werden neue Evolutionsgleichungen für das multiaxiale Verhalten von Beton formuliert. Der resultierende Modellansatz ist in der Lage, verschiedene multiaxiale Druckversuche abzubilden, ohne dass eine Anpassung der Modellparameter an die jeweiligen Versuchskurven erforderlich ist.

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