Verformungsverhalten von Betonen mit ausgeprägtem plastischen Stauchvermögen

Abstract

Für besondere Anwendungsfälle, wie beispielsweise Stauchschichten im Tunnelbau, liegen bereits erste Ansätze für Mörtel und Betone vor, die durch ein ausgeprägtes plastisches Stauchvermögen charakterisiert sind. Der vorliegende Beitrag beschreibt Versuche zum Stauchverhalten unter Querdehnungsbehinderung von stark porosierten Betonen mit geringer Druckfestigkeit (< 5 N/mm2). In die Versuche wurden Betone mit verschiedenen kompressiblen Additiven (Blähglas/EPS) und unterschiedlichen Wasserzementwerten einbezogen. Des Weiteren wurde das Verformungsverhalten sowohl unter Teilflächen‐ als auch Vollflächenbelastung untersucht, um unterschiedliche anwendungsbezogene Randbedingungen abzudecken. Auf Grundlage der ermittelten Spannungs‐Verformungskurven sowie Gefügeuntersuchungen von Proben vor und nach den Stauchversuchen konnten wesentliche Erkenntnisse zum Stauchverhalten der Betone gewonnen sowie material‐ und versuchstechnische Einflussfaktoren identifiziert werden.

Material reduced tunnel lining segments for moderately swelling soils

“…To further characterize the CMs and to capture real conditions in tunnels, axial compression tests on cylinders (150/300 mm) were performed with full lateral confinement (Figure 7), as detailed in Reference 10. At the beginning of the plastic deformation range, the stress is close to f cm,cube .…”

“…The compressible layer is made from cementitious materials characterized by a highly plastic compression capacity for constrained transverse strains. 10 They have highly air entraining admixture (foaming agent) and expanded polystyrene beads (EPS). Figure 3 (left) qualitatively shows the characteristic stress-strain behavior in axial compression, which can be divided into three characteristic domains (I: elastic, II: plastic, and III: densification).…”

“…By contrast, for BS1 and BS2, it started with 0.5 mm/min in the initial linear range, increased to 10 mm/min in the plastic range, and finished with 0.5 mm/min again. All ranges experienced gradual and F I G U R E 7 Stress-strain curves of CMs under full lateral confinement according to 10 . controlled transition in between.…”

“…This requires building tunnels with larger radial or tangential deformability to allow deformations of the ground and to reduce pressure on the lining and, consequently, keep its thickness t small 7 . The radial deformation capacity was recently addressed in studies on additional layers of compressible materials in tunnels under challenging ground conditions 10–12 . However, this approach comes along with an intrinsic increase of the excavation diameter, which must be compensated for if material reduction is the primary goal.…”

“…7 The radial deformation capacity was recently addressed in studies on additional layers of compressible materials in tunnels under challenging ground conditions. [10][11][12] However, this approach comes along with an intrinsic increase of the excavation diameter, which must be compensated for if material reduction is the primary goal.…”