Development of stiffness and ultrasonic pulse velocity of fatigue loaded concrete

Abstract

Damage processes in dynamically loaded concrete structures depend on the number and amplitude of applied load cycles. Damage evolution is linked to a reduction in concrete stiffness, and it is thought that this reduction causes stress redistributions at the component level, which have a favorable impact on the service life of the structure. Until now, the stiffness reduction and stress redistribution have never been successfully measured in laboratory tests or in situ. It is only known that the real service life is greater than the calculated one and that indicators of stiffness reduction, such as the component deflection, increase with the number of applied load cycles.Ultrasonic measurement techniques are considered to be well suited for detecting degradation processes caused by dynamic loading. By using ultrasonic pulse velocity measurements, it is expected that the stiffness reduction of dynamically loaded concrete structures can be recorded reliably. Against this background, fatigue tests on small-scale concrete specimens were performed. The aim of the tests was to understand the correlation Accepted Article www.ernst-und-sohn.de Page 2Structural Concrete between the observed stiffness degradation of the specimens and the results of ultrasonic pulse velocity measurements and to estimate the potential of ultrasonic pulse velocity measurements for continuous structural health monitoring.

Spannungsumlagerungen bei ermüdungsbeanspruchten Spannbetonbalken im numerischen Modell und Versuch

“…Die Anordnung der einzelnen Messsensoren ist in Bild dargestellt. Mithilfe der gemessenen Ultraschalllaufzeit wird auf die Steifigkeitsdegradation im Probekörper geschlossen .…”

“…Diese wird über eine Abnahme des Elastizitätsmoduls in Abhängigkeit von einer virtuellen Schädigung in jedem einzelnen finiten Element abgebildet. Um die hierfür verwendete Degradationsfunktion zu bestimmen, wurden die Ergebnisse unterschiedlicher Ermüdungsversuche an Betonzylindern der Festigkeitsklasse C50/60 von von der Haar & Marx ausgewertet, bei denen der Verlauf des Elastizitätsmoduls über die Versuchsdauer ermittelt wurde. Bild zeigt den Verlauf der Änderung des Elastizitätsmoduls, bezogen auf den Wert beim Versagen der Probe über die Lebensdauer, gemittelt über verschiedene Belastungsniveaus der ausgewerteten Versuche.…”

“…Holmen vermutet eine Degradation der Probekörpersteifigkeit als Ursache für dieses Phänomen. In verschiedenen Versuchen an Betonzylindern wurde eine Abnahme des Elastizitätsmoduls mit einem ähnlichen S‐förmigen Verlauf bestätigt . In anderen Untersuchungen wurde herausgefunden, dass die Bruchdehnung der Probekörper bei Versuchen mit niedrigerer Belastungsfrequenz und damit längerer Belastungsdauer größer ist als bei solchen mit kürzeren Belastungsdauern .…”

Ein additives Dehnungsmodell für ermüdungsbeanspruchten Beton

“…Das Bild 4 stellt die kriechaffinen Beanspruchungsniveaus S cr in Abhängigkeit vom Mittelspannungsniveau [19,20]. Die Belastungsfrequenz beeinflusst die elastischen Dehnungen zu Versuchsbeginn und Versuchsende nicht.…”

Analysis on Wave-Velocity Inverse Imaging for the Supporting Layer in Ballastless Track

“…The elastic wave velocity is an important characterization of concrete performance [1]. However, the existing detection method for wave velocity uses a single-point measurement to obtain the mean wave velocity in a local area of the concrete.…”