Filtern
Erscheinungsjahr
- 2015 (20) (entfernen)
Dokumenttyp
- Beitrag zu einem Tagungsband (7)
- Zeitschriftenartikel (6)
- Vortrag (4)
- Posterpräsentation (3)
Schlagworte
- Concrete (3)
- Monitoring (3)
- Ultrasound (3)
- Acoustic emission (2)
- Civil engineering (2)
- Crosshole (2)
- Deconvolution (2)
- Diameter (2)
- Downhole (2)
- Jet grout (2)
Eingeladener Vortrag
- nein (4)
Sealing and strengthening of the subsoil by injection is a major issue in the field of geotechnical engineering. This involves also jet grouting, which allows creating columns of grouted soil by eroding and mixing the in-situ soil with a thin cement suspension. A general difficulty of this method is to predict the column diameter and its material strength. Here, we present two-dimensional finite-difference numerical simulation results of a promising non-destructive quality assurance testing tool to evaluate the diameter of jet grout columns. This approach incorporates crosshole and downhole seismic measurements. Preliminary tests showed that this tool is applicable under real site conditions.
Ultrasonic echo testing is widely used in non-destructive testing in civil engineering to investigate concrete structures, to measure thickness, and to locate and characterise built-in components or inhomogeneities. Currently, synthetic aperture focusing techniques are mostly used for imaging. These algorithms are highly developed but have some limitations. For example, it is not possible to image the lower boundary of built-in components like tendon ducts or vertical reflectors. We adopted reverse time migration for non-destructive testing in civil engineering in order to improve the imaging of complicated structures in concrete. By using the entire wavefield, including waves reflected more than once, there are fewer limitations compared to synthetic aperture focusing technique algorithms. As a drawback, the required computation is significantly higher than that for the techniques currently used. Simulations for polyamide and concrete structures showed the potential for non-destructive testing. The simulations were followed by experiments at a polyamide specimen. Here, having acquired almost noise-free measurement data to test the algorithm, we were able to determine the shape and size of boreholes with sufficient accuracy. After these successful tests, we performed experiments at a reinforced concrete foundation slab. We obtained information from the data by reverse time migration, which was not accessible by traditional imaging. The imaging of the location and structure of the lower boundary of the concrete foundation slab was improved. Furthermore, vertical reflectors inside the slab were imaged clearly, and more flaws were found. It has been shown that reverse time migration is a step forward in ultrasonic testing in civil engineering.
Recently developed new transducers for ultrasonic transmission, which can be embedded right into concrete, are now used for non-destructive permanent monitoring of concrete. They can be installed during construction or thereafter. Large volumes of concrete can be monitored for changes of material properties by a limited number of transducers. The transducer design, the main properties as well as installation procedures are presented. It is shown that compressional waves with a central frequency of 62 kHz are mainly generated around the transducer's axis. The transducer can be used as a transmitter or receiver. Application examples demonstrate that the transducers can be used to monitor concrete conditions parameters (stress, temperature,
) as well as damages in an early state or the detection of acoustic events (e.g., crack opening). Besides application in civil engineering our setups can also be used for model studies in geosciences.
The legend continued: The International Symposium NonDestructive Testing in Civil Engineering (NDT-CE) had returned to Berlin. The Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) and the Technical University of Berlin (TUB) hosted this prestigious event in the industrial landmark building Peter-Behrens-Halle and the Test Site Technical Safety (TTS) in Horstwalde in September 2015. Almost 300 participants from more than 35 countries gathered to present recent research, exchange knowledge and to lest the newest equipment in NDT-CE. This symposium, held regularly in various locations all over the world, was organized for the third time in Berlin and is by far the largest of its kind.
Die beiden in dieser Arbeit dargestellten Beispiele zeigen, dass sich die Low-strain-Pfahlintegritätsprüfung noch über den bisherigen, schon sehr erfolgreichen Stand hinaus entwickeln kann. Der Einsatz von Vibratortechnik und passender mathematischer Methoden bietet das Potential, Prüfungen auch unter bisher nicht lösbaren Randbedingungen durchzuführen. Dazu gehören sehr schlanke Pfähle und Messungen bei hohem Störpegel. Der erhöhte Mess- und Auswerteaufwand ist jedoch im Einzelfall gegenüber dem erzielbaren Erfolg abzugleichen. Apparativ müssen noch Entwicklungsarbeiten geleistet werden, um einen einfachen und zuverlässigen Einsatz in der Praxis zu ermöglichen. Die Messung mit mehreren Sensoren entlang des Pfahls kann schon heute in der Praxis eingesetzt werden. In vielen Fällen lassen sich damit auch Messungen an Pfählen im Bestand durchführen, bei denen die konventionelle Pfahlprüfung aufgrund von überlagernden Signalen aus der aufgehenden Struktur versagt.
Jet grouting is a geotechnical method of ground improvement to increase shear strength and stiffness of soils. The method is typically used to construct in-situ geometries of grouted soil such as panels or columns. The diameter of grouted columns and its material strength depend on various process parameters and the subsurface soil properties. It is only vaguely possible to predict the final column diameter. Therefore, it is a general practice to excavate a test column and perform a visual examination. However, an excavation to control the in situ diameter is often impossible, especially under complex site conditions, such as a high ground water table. Therefore, as part of a research project, borehole seismic measurements (crosshole, downhole and tomography) were tested as a quality control to verify the extent of the column and to monitor the influence of the jet grout injection on the soil over time. The field surveys were conducted before and after the jet grouting process at different time intervals. The acquired seismic data show clear traveltime differences which allow the determination of the specific column depth and diameter. The tomogram measured in the natural soil and the tomograms of the measurements after the injection process were used to visualize the time dependent effects of the jet grout injection on the soil.
Ultraschall-Transmissionsmessungen werden seit Jahrzehnten bei der Qualitätssicherung von Betonkonstruktionen eingesetzt. Aus den Wellengeschwindigkeiten lassen sich dynamische Elastizitätsmoduln und – nach lokaler Kalibrierung – auch Druckfestigkeiten ermitteln. Zudem ergeben sich Hinweise auf Risse und andere Materialschwächungen. Der Einsatz erfolgt vor allem im Labor oder an der Bauwerksoberfläche. Neuerdings werden auch Monitoringsysteme mit eingebetteten Sensoren auf Ultraschallbasis erfolgreich getestet. Die Talsperre Eibenstock dient als größte Sperre in Sachsen der Trinkwasserversorgung und dem Hochwasserschutz. Hier wurden während der Bauphase im Jahr 1979 im Fußbereich des Mauerkörpers Ultraschallsensoren eingebracht, die in Verbindung mit einem Messoszilloskop eine Überwachung der Erhärtung des Mauerbetons ermöglichten.
Der für die Sensorauswahl eingesetzte Messstellenumschalter wurde im September 2011 grundlegend instand gesetzt. Danach zeigte sich, dass die eingebetteten Sensoren selbst sowie die Verkabelung auch nach über fünfunddreißig Jahren in einwandfreiem Zustand sind. Eine nunmehr aufgelegte Messserie mit modernem Gerät von über einem Jahr mit ein- bis zweimonatigen Intervallen zeigte, dass die Wellengeschwindigkeit seit der Bauphase noch einmal um gut 10 % zugenommen hat, was für eine erhöhte Druckfestigkeit spricht. Innerhalb des Jahres zeigten sich auch bei Einsatz neuer, sehr sensibler Auswertemethoden (sog. Codawelleninterferometrie) nur geringfügige Schwankungen. Diese waren auch nicht zu erwarten, da sich die Füllhöhe zu den Messzeitpunkten nur gering unterschied, die Temperatur im Bauwerksinneren nur wenig schwankte und der Bauwerkszustand sehr gut ist.
Die Aussagen zur Betongüte sind direkt vergleichbar mit den früheren Mess- und Untersuchungsergebnissen an der Talsperre Gottleuba, die im gleichen Zeitraum errichtet wurde und ebenfalls mit einem Ultraschallsystem ausgerüstet war. Die Experimente zeigten, dass ein Einsatz von Ultraschallsystemen für die Bauwerksüberwachung auch über Jahrzehnte möglich ist. Dies war im vorliegenden Fall nie geplant, aber durch den Einsatz der Mitarbeiter vor Ort und der Herstellerfirma möglich. Bei zukünftigen Systemen ist eine langfristige Planung unter Einbeziehung aller Beteiligten sowie eine Einbindung in Überwachungs- und Wartungspläne notwendig, damit die qualitätsgesichert gewonnen Daten gewinnbringend genutzt werden können.