Page 19 - TU Dresden - StuFoExpo 2024: Book of Abstracts

Messung der Schädigung in ermüdungsbeanspruchtem Beton
durch Energietransport mittels Ultraschallwellen

Rodenberg, Annalena | annalena.rodenberg@mailbox.tu-dresden.de
Fakultät Bauingenieurwesen, Technische Universität Dresden
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In diesem Beitrag wird untersucht, wie sich Ultraschallsignale in selbstverdichtendem Beton ver-
halten, um Belastungen und Ermüdungserscheinungen in Brücken besser zu verstehen. Dies ist
relevant, um die strukturelle Integrität und Sicherheit von Brücken, die ständigen Belastungen aus-
gesetzt sind, zu bewerten. Ziel der Studie ist es, den Energietransport elastischer Wellen im Beton
zu verstehen und die Materialveränderungen unter Ermüdungsbelastungen zu charakterisieren,
um die Lebensdauer von Brücken besser vorhersagen zu können.

Zur Lösung des Energietransportproblems wurden analytische und numerische Ansätze verwen-
det, letzterer basierend auf der Monte-Carlo-Methode. Die Analyse konzentrierte sich auf Ultra-
schallsignale im Bereich von 200 bis 800 kHz. Parameter wie Anfangsenergie (E0), durchschnittliche
freie Weglänge (ls) und Absorptionslänge (la) wurden zur Charakterisierung der Wellenstreuung im
Beton herangezogen.
Die vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass der Energietransport sowohl direkte (ballistische) als auch
verstreute (diffuse) Komponenten enthält. Bei unbeschädigten Proben dominiert der direkte An-
teil, während bei stark beschädigten Proben der verstreute Anteil überwiegt. Veränderungen der
Steifigkeit und der Energietransportparameter während der Ermüdungstests wurden anhand be-
kannter Parameter wie statischem und dynamischem Elastizitätsmodul sowie E0, ls und la be-
schrieben.

Durch die Analyse der Ultraschallsignale und die Anwendung des Modells könnten Ingenieur:innen BAU UND UMWELT
den Zustand von Brücken besser überwachen und Vorhersagen über die Entwicklung von Ermü-
dung und Schäden treffen. Dies ist entscheidend für die langfristige Sicherheit und Langlebigkeit
von Brücken. Zukünftige Forschungen könnten diese Methoden weiter verfeinern und auf andere
Bauwerke anwenden.

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