TY - CONF A1 - Costard, René T1 - Charakterisierung der Belastung und Schädigung von Stahlbetonprüfkörpern unter Explosionsbeanspruchung N2 - Sprengversuche sind ein wesentliches Werkzeug, um die Eignung von Schutzobjekten und Bauteilen zum Schutz der Bevölkerung vor Anschlägen mit explosionsgefährlichen Stoffen wie Explosivstoffen, sogenannten „home-made-explosives“ (HME) und unkonventionellen Spreng- und Brandvorrichtungen (USBV) zu bewerten. Für forensische Zwecke werden oft Explosionsszenarien nachgebildet, um die Auswirkung von Anschlägen oder Unfällen genau untersuchen zu können. Feldversuche in Kombination mit numerischen Simulationen ermöglichen eine Charakterisierung der Belastung und Schädigung von Bauteilen und Strukturen unter hochdynamischen Explosionsbelastungen. Auf dem Testgelände Technische Sicherheit (TTS) der BAM in Horstwalde, Brandenburg werden Sprengversuche im Real-Maßstab durchgeführt. Dabei werden Bauteile mit Messtechnik ausgestattet, um eine dynamische Strukturcharakterisierung mittels sensorbasierten Monitorings zu ermöglichen. In diesem Vortrag werden am Beispiel einer Versuchskampagne mit einer Stahlbetonwand als Prüfkörper die Eignung verschiedener Prüfmethoden bei Sprengversuchen evaluiert. Es werden Messmethoden zur Charakterisierung der Explosionsereignisse, des globalen Strukturverhaltens sowie der lokalen Schädigung vorgestellt. Die direkte Charakterisierung der Explosionsbelastung erfolgt mit Hilfe von piezo-elektrischen Druckaufnehmern (bündig mit der Oberfläche im Prüfkörper montiert) und High-Speed-Kameras. Die Beobachtung der explosionsinduzierten Reaktion des Bauteils während und nach dem Eintreffen der Stoßwelle erfolgt mittels Beschleunigungssensoren, Stereo-Fotogrammetrie sowie mit in den Prüfkörper eingebetteter verteilter faseroptischer Sensoren, mit Hilfe derer die Dehnungsraten im Bauteil zeit- und ortsaufgelöst gemessen werden können. Die faseroptischen Sensoren erlauben außerdem die örtlich hochaufgelöste Bestimmung statischer Dehnungsänderungen im Bauteil nach einem Versuch, sodass auch nicht sichtbare Schädigungen wie kleinste Risse detektiert und charakterisiert werden können. Vergleichende Messungen mit Ultraschall komplettieren die Schadenscharakterisierung. In unserem Beitrag diskutieren wir die Herausforderungen dieser Messungen sowie die Ergebnisse und Möglichkeiten der genannten komplementären Messmethoden. T2 - 44. Informationstagung Sprengtechnik CY - Siegen, Germany DA - 14.04.2023 KW - Explosivstoffe KW - Sprengversuche KW - Schädigungscharakterisierung KW - Sensorik PY - 2023 AN - OPUS4-57319 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Costard, René T1 - Dynamic response of reinforced concrete (RC) components in scaled-down blast tests N2 - Der Beitrag präsentiert erste Ergebnisse aus dem BAM-internen Projekt AP5 Security zum Thema Charakterisierung der dynamischen Reaktion und Schädigung von Stahlbetonbauteilen. T2 - 44.Informationstagung Sprengtechnik CY - Siegen, Germany DA - 14.04.2023 KW - Explosionsbelastung auf Strukturen KW - Beton KW - Numerik PY - 2023 AN - OPUS4-57313 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Costard, René A1 - Agasty, Amit A1 - Kadoke, Daniel A1 - Kind, Thomas A1 - Hicke, Konstantin A1 - Hüsken, Götz T1 - Charakterisierung der Belastung und Schädigung von Stahlbetonprüfkörpern unter Explosionsbeanspruchung N2 - Zur Bewertung der Widerstandsfähigkeit von Schutzobjekten und Bauteilen gegen Explosionsbeanspruchung führt die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) regelmäßig Sprengversuche im Realmaßstab auf einem Testgelände durch. Solche Versuche sind planungs- und ressourcenintensiv, sodass sie zunehmend durch numerische Simulationen ergänzt bzw. ersetzt werden. Aktuelle Forschungsarbeiten zielen darauf ab, neue Berechnungsmethoden und Materialmodelle zu entwickeln, mit denen die Bestimmung der Bauteilantwort sowie die daraus resultierende Schädigung nach einem Explosionsereignis möglich sind. Zur Validierung solcher Ansätze ist es notwendig, systematische Versuche mit unterschiedlichen Szenarien durchzuführen, bei denen die relevanten Parameter mit Hilfe verschiedener Messmethoden aufgezeichnet werden. T2 - 44. Informationstagung Sprengtechnik CY - Siegen, Germany DA - 14.04.2023 KW - Explosivstoff KW - Explosionswirkung KW - Stahlbeton KW - Faseroptische Sensorik PY - 2023 SN - 0941 - 4584 VL - 45 IS - 2 SP - 11 EP - 14 AN - OPUS4-58109 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hicke, Konstantin A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Breithaupt, Mathias A1 - Costard, René A1 - Kind, Thomas A1 - Hüsken, Götz A1 - Agasty, Amit T1 - Measuring Dynamic Behavior and Damage Evolution of a Reinforced Concrete Wall Subjected to Explosive Blasts using Embedded Distributed Fiber Optic Sensors N2 - Results from highly dynamic and static strain measurements, respectively, using embedded distributed fiber optic sensors in a steel-reinforced concrete wall under explosive blast-loading are presented, detailing the structure’s dynamic behavior and the evolutions of cracks. T2 - 28th International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS-28) CY - Hamamatsu, Japan DA - 20.11.2023 KW - Distributed acoustic sensing KW - DAS KW - Structural response KW - Blast experiment KW - Embedded fiber optic sensor PY - 2023 SP - 1 EP - 4 PB - Optica CY - Washington D.C., USA AN - OPUS4-59096 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Agasty, Amit A1 - Costard, René T1 - Dynamic response of reinforced concrete (RC) components in scaled-down blast tests N2 - Current capabilities for full-scale field testing are highly resource intensive. Reliable small-scale experiments are an effective alternative. Characterization of the dynamic response and damage of RC elements to scaled blast loads was investigated in scaled-down field experiments. Spatially resolved information on the dynamic structural response using distributed fiber optic acoustic sensing (DAS) and acceleration as well as blast loading by piezoelectric pressure sensors. T2 - 45. Informationstagung Sprengtechnik CY - Siegen, Germany DA - 05.04.2024 KW - Blast tests KW - Reinforced concrete KW - Acceleration sensors PY - 2024 AN - OPUS4-59808 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Agasty, Amit A1 - Costard, Rene A1 - Hering, Marcus A1 - Chruscicki, Sebastian A1 - Hicke, Konstantin A1 - Hüsken, Götz T1 - Assessment of the Application of Scaling Concepts for Blast Effects Analysis N2 - Blast testing finds its implementation in several applications, e.g. for the purpose of investigation into accidental or intentional explosions, or for an assessment of the level of protection provided by a certain structural configuration. Analytical and/or semi-empirical methods are generally limited to preliminary assessments prior to blast testing. Applications of numerical simulations with hydrocodes coupled with finite element methods (FEM) can only reduce the amount of blast testing required, as these necessitate fulfillment of the fundamental prerequisites of model verification and that of model validation. Field tests are implemented for contact detonations as well as near-field blast scenarios and shock tube tests for far-field blast scenarios. However, these can be extremely resource intensive. Reliable small-scale experiments are a promising alternative. The concepts of dimensional analysis and similarity based on Buckingham’s Π-theorem (1914) have been applied in different fields. For applications to the phenomenon of shock wave propagation, Hopkinson-Cranz or cube-root scaling is a well-established concept. When it comes to scaling the structural response, research has predominantly focused on structures made of metallic materials. Scaled investigations with concrete or reinforced concrete (RC) structures remain limited. The lack of even the most basic guidelines (far from any ‘standardized scaling methods’ for blast tests) show that scaling as a method is not yet established in blast effects analysis. In this preliminary study, we present a systematic approach and evaluation of scaling of blast effects analysis for RC slabs in order to develop guidelines for resource efficient testing methods. We study the blast scenario at two different scales. The focus of these investigations has been on evaluation of scaling of dynamics using pressure sensors, acceleration sensors and fiber optic sensing cables for distributed acoustic sensing (DAS). Further, the resulting plastic behavior upon blast is characterized by distributed strain sensing (DSS) along the same cables. T2 - 27th International Symposium on Military Aspects of Blast and Shock (MABS27) CY - Colmar, France DA - 06.10.2025 KW - Similarity and scaling KW - Blast KW - RC-slabs PY - 2025 SP - 1 EP - 11 AN - OPUS4-64617 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Agasty, Amit A1 - Costard, Rene A1 - Kadoke, Daniel A1 - Kind, Thomas A1 - Hicke, Konstantin A1 - Hüsken, Götz T1 - A comprehensive experimental assessment of reinforced concrete walls under blast: In situ monitoring of loading, dynamic response and damage with NDT methods and embedded sensors N2 - A safety or security related assessment of explosions, accidental and intentional scenarios alike, often necessitate performance of resource intensive replication tests. For an efficient assessment without performing full scale blast tests, e.g., supported by numerical simulations, detailed knowledge is necessary to predict the blast loading from a given charge configuration, the resulting dynamic response of the structure under investigation as well as the resulting damage. Validation of numerical simulation requires the spatially resolved acquisition of all these parameters in real time. In this paper we present a set of measurement techniques and discuss their suitability for monitoring reinforced concrete (RC) walls under blast loading. Different blast-loading scenarios were realized by varying the charge weight and the standoff distance. The dynamic loading of the wall was characterized with pressure sensors complemented by numerical simulations using the APOLLO Blastsimulator and ConWep. High speed digital image correlation (DIC) was implemented in combination with multiple acceleration sensors to observe the dynamic deflection of the walls during the loading and to determine the residual deformation after the loading had ceased. In addition, one test specimen was instrumented with fiber optic sensor cables. These fiber optic sensors were used for distributed acoustic sensing (DAS) delivering information on dynamics of compression and tension cycles from within the structure. Additionally, the local damage pattern emerging during the series of blasts was determined via distributed fiber optic strain sensing (DSS) to enable the characterization of visual and non-visual damage to the structure. The obtained information was compared to results by an ultrasound structure-scanner. KW - Blast testing KW - Reinforced concrete KW - NDT methods KW - Fiber optic sensing KW - DIC KW - Numerical simulations KW - APOLLO Blastsimulator PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1177/20414196251353795 SN - 2041-4196 SP - 1 EP - 31 PB - Sage Publications AN - OPUS4-63832 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -