Dehnungsmessung bei mehraxialen Druckversuchen an Beton mittels faseroptischer Sensoren

Abstract

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.

Verteilte Rissbreitenmessung im Betonbau mittels faseroptischer Sensorik – Neue Anwendung von verteilten faseroptischen Messsystemen

“…B. [5]) oder direkt im Objekt einbetoniert [6–8]. Anwendungen reichen hier von kontrollierten Belastungsversuchen von Betonbalken [6] oder Tunneltübbingen [8] bis hin zu Realisierungen unter praktischen Umgebungsbedingungen wie z.…”

“…Mit vorkonditionierten Fasern bzw. Faserführung wurden unlängst auch reale 3D‐Dehnungszustände im Rahmen von Versuchen gemessen [7] und ausgewertet, was eine Kalibrierung von Berechnungsmodellen in einer einzigartigen Auflösung ermöglichte. In [5] wurden insgesamt fünf verschiedene optische Messfasern bei verschiedenen Applikationsvarianten und unter Einsatz unterschiedlicher Messgeräte an einem Spannbetonbalken analysiert.…”

Experimentell gewonnene Erkenntnisse zur Plastizität von Beton unter multiaxialem Druck

“…Zur Erfassung von Querzugrissen und von der gegenseitigen Beeinflussung der Belastungen und Verformungen auf die mechanischen Eigenschaften aller Richtungen sind derartige Versuchsbeobachtungen aber unbedingt notwendig.Dieser Beitrag liefert die bisher fehlenden experimentellen Versuchsbeobachtungen für die Formulierung von neuen Evolutionsgleichungen für das multiaxiale Betonverhalten. Basierend auf der hochaufgelösten, örtlich kontinuierlichen Verzerrungsmessung mittels faseroptischer Sensoren wurde ein neues Messverfahren für die experimentelle Ermittlung multiaxialer Deformationszustände von Beton entwickelt und erprobt[8,9]. Aus den gewonnenen Messdaten werden experimentell basierte Evolutionsregeln für eine dreidimensionale Plastizitätstheorie formuliert.…”

Verteilte Dehnungsmessungen von Spannbetonbauteilen mit faseroptischen Sensoren

“…Aufgrund der für herkömmliche Methoden unerreichbaren Möglichkeiten wird die DFOS‐Technologie weltweit intensiv erforscht und weiterentwickelt [2–7]. Im Hinblick auf Betonbauteile wird besonderes Augenmerk auf Aspekte wie die Einbettung von Sensoren im Beton und die Gewährleistung eines optimalen Verbunds und einer optimalen Kraftübertragung vom Bauteil zum Sensor gelegt [8–12].…”