Betondruckfestigkeit unter zweiaxialer dynamischer Belastung

Die Grundlage dieser Dissertation bildet die Entwicklung und Optimierung eines zweiaxialen Split-HOPKINSON-Bars zur gleichzeitigen Impaktbelastung einer Betonprobe aus zwei Raumrichtungen. Dieser weltweit bislang einzigartige Versuchsstand ermöglichte die Durchführung einer Vielzahl von ein- und zweiaxialen dynamischen Druckfestigkeitsuntersuchungen an Proben aus verschiedenen Betonen. Begleitend dazu wurden auch die statischen ein- und zweiaxialen Referenzdruckfestigkeiten ermittelt. Mit der Auswertung der Versuchsdaten wurde die Interaktion der festigkeitssteigernden Effekte aus mehraxialer Druckbelastung und dynamischer Einwirkung herausgearbeitet. Weiterhin konnten die beiden Einflüsse getrennt voneinander erfasst und quantifiziert werden. Die neu gewonnenen Erkenntnisse wurden als dreidimensionale Abhängigkeit der Spannungen in den beiden Belastungsrichtungen von der Dehnrate abgebildet. Dieser Zusammenhang wurde zudem mit einem vereifachten Ingenieurmodell approximiert. In weitergehenden Analysen der Hochgeschwindigkeitsvideos der dynamischen Versuche konnte gezeigt werden, dass sich die Verformungen an der Probenoberseite für unterschiedliche Belastungsarten signifikant unterscheiden. Zudem wurde die Partikelverteilung der Bruchstücke der zerstörten Proben ermittelt. Es zeigte sich, dass die Verteilung der Partikelgröße stark von der Dehnrate abhängig ist. Die Partikelgeometrie und die Form und Masse der Kernbruchstücke hängen dagegen vom Spannungsverhältnis ab.