@article{PatzeltErfurtLudwig,
  author    = {Patzelt, Max and Erfurt, Doreen and Ludwig, Horst-Michael},
  title     = {Quantification of cracks in concrete thin sections considering current methods of image analysis},
  series = {Journal of Microscopy},
  volume    = {2022},
  journal   = {Journal of Microscopy},
  number    = {Volume 286, Issue 2},
  doi       = {10.1111/jmi.13091},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20220811-46754},
  pages     = {154 -- 159},
  abstract  = {Image analysis is used in this work to quantify cracks in concrete thin sections via modern image processing. Thin sections were impregnated with a yellow epoxy resin, to increase the contrast between voids and other phases of the concrete. By the means of different steps of pre-processing, machine learning and python scripts, cracks can be quantified in an area of up to 40 cm2. As a result, the crack area, lengths and widths were estimated automatically within a single workflow. Crack patterns caused by freeze-thaw damages were investigated. To compare the inner degradation of the investigated thin sections, the crack density was used. Cracks in the thin sections were measured manually in two different ways for validation of the automatic determined results. On the one hand, the presented work shows that the width of cracks can be determined pixelwise, thus providing the plot of a width distribution. On the other hand, the automatically measured crack length differs in comparison to the manually measured ones.},
  subject      = {Beton},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Eckardt2009,
  author    = {Eckardt, Stefan},
  title     = {Adaptive heterogeneous multiscale models for the nonlinear simulation of concrete},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.1416},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20100317-15023},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2009},
  abstract  = {The nonlinear behavior of concrete can be attributed to the propagation of microcracks within the heterogeneous internal material structure. In this thesis, a mesoscale model is developed which allows for the explicit simulation of these microcracks. Consequently, the actual physical phenomena causing the complex nonlinear macroscopic behavior of concrete can be represented using rather simple material formulations. On the mesoscale, the numerical model explicitly resolves the components of the internal material structure. For concrete, a three-phase model consisting of aggregates, mortar matrix and interfacial transition zone is proposed. Based on prescribed grading curves, an efficient algorithm for the generation of three-dimensional aggregate distributions using ellipsoids is presented. In the numerical model, tensile failure of the mortar matrix is described using a continuum damage approach. In order to reduce spurious mesh sensitivities, introduced by the softening behavior of the matrix material, nonlocal integral-type material formulations are applied. The propagation of cracks at the interface between aggregates and mortar matrix is represented in a discrete way using a cohesive crack approach. The iterative solution procedure is stabilized using a new path following constraint within the framework of load-displacement-constraint methods which allows for an efficient representation of snap-back phenomena. In several examples, the influence of the randomly generated heterogeneous material structure on the stochastic scatter of the results is analyzed. Furthermore, the ability of mesoscale models to represent size effects is investigated. Mesoscale simulations require the discretization of the internal material structure. Compared to simulations on the macroscale, the numerical effort and the memory demand increases dramatically. Due to the complexity of the numerical model, mesoscale simulations are, in general, limited to small specimens. In this thesis, an adaptive heterogeneous multiscale approach is presented which allows for the incorporation of mesoscale models within nonlinear simulations of concrete structures. In heterogeneous multiscale models, only critical regions, i.e. regions in which damage develops, are resolved on the mesoscale, whereas undamaged or sparsely damage regions are modeled on the macroscale. A crucial point in simulations with heterogeneous multiscale models is the coupling of sub-domains discretized on different length scales. The sub-domains differ not only in the size of the finite elements but also in the constitutive description. In this thesis, different methods for the coupling of non-matching discretizations - constraint equations, the mortar method and the arlequin method - are investigated and the application to heterogeneous multiscale models is presented. Another important point is the detection of critical regions. An adaptive solution procedure allowing the transfer of macroscale sub-domains to the mesoscale is proposed. In this context, several indicators which trigger the model adaptation are introduced. Finally, the application of the proposed adaptive heterogeneous multiscale approach in nonlinear simulations of concrete structures is presented.},
  subject      = {Beton},
  language  = {en}
}
@phdthesis{FuellsackKoeditz2004,
  author    = {F{\"u}llsack-K{\"o}ditz, Raimo},
  title     = {Verbundverhalten von GFK-Bewehrungsst{\"a}ben und Rissentwicklung in GFK-stabbewehrten Betonbauteilen},
  isbn      = {3-86068-240-7},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.227},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20041206-2344},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2004},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit werden im Rahmen von Ausziehversuchen die Verbundeigenschaften verschiedener Bewehrungsst{\"a}be aus glasfaserverst{\"a}rkten Kunststoffen (GFK) unter Ber{\"u}cksichti-gung signifikanter Einflussgr{\"o}ßen auf das Verbundverhalten wie Oberfl{\"a}chenprofilierung der St{\"a}be, Stabdurchmesser, Betonfestigkeit, Verbundl{\"a}nge sowie Beanspruchungsart unter einheitlichen Versuchsrandbedingungen bestimmt. Es erfolgt eine Bewertung der Einflussgr{\"o}ßen, der Verbundeigenschaften und des Verbundversagens der untersuchten GFK-Bewehrungsst{\"a}be. Basierend auf der Modellbildung zum Verbund zwischen GFK-St{\"a}ben und Beton wird die Bestimmung der Verankerungsl{\"a}nge aufgezeigt. Im Rahmen von Versuchen an GFK-stabbewehrten Dehnk{\"o}rpern und Balken wird die Auswirkung der spezifischen mechanischen Eigenschaften der GFK-St{\"a}be auf die Rissentwicklung gegen{\"u}ber stahlbewehrten Bauteilen untersucht. Insbesondere wird betrachtet, welchen Einfluss das Bewehrungsmaterial, der Bewehrungsgrad, die Betonfestigkeit sowie die Belastungsart auf die Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen sowie auf die Entwicklung des Rissbildes, der Rissbreiten und der Rissabst{\"a}nde haben. Auf Grundlage der experimentellen Untersuchungen wird die {\"U}bertragbarkeit der f{\"u}r Stahlbetonbauteile {\"u}blichen Ans{\"a}tze zur Bestimmung der Rissbreite auf GFK-stabbewehrte Betonbauteile bewertet.},
  subject      = {Verbundverhalten},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Adami2004,
  author    = {Adami, Kay},
  title     = {Beitrag zur physikalisch nichtlinearen Analyse von Aussteifungssystemen mit Methoden der mathematischen Optimierung},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.78},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040329-812},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2004},
  abstract  = {Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht in der Entwicklung einer Strategie zur physikalisch nichtlinearen Analyse von Aussteifungssystemen. Der Anwendungsschwerpunkt umfasst neben dem traditionellen Aufgabenumfang zur Analyse neu zu errichtender Tragwerke gleichzeitig auch Planungsaufgaben, die mit Umbau- und Sanierungsmaßnahmen verbunden sind. Ver{\"a}nderungen, die sich w{\"a}hrend der Nutzungsgeschichte oder im Revitalisierungsprozess ergeben, werden in den Berechnungsmodellen ber{\"u}cksichtigt. In vielen F{\"a}llen ist es aus planerischer Sicht zweckm{\"a}ßig, die Nichtlinearit{\"a}t des Materialverhaltens zur Erschließung von Tragreserven in den normativen Nachweiskonzepten mit einzubeziehen. Der damit verbundene numerische Aufwand wird durch die Verwendung separater Modelle zur Erfassung des Querschnitts- und des Systemtragverhaltens begrenzt, ohne die Komplexit{\"a}t der Aufgabenstellung zu reduzieren. Aus detaillierten Querschnittsuntersuchungen der Tragw{\"a}nde werden integrale Materialbeziehungen abgeleitet, welche die Grundlage f{\"u}r die nichtlineare Tragwerksanalyse darstellen. Die Modellbildung gegliederter Aussteifungsw{\"a}nde basiert auf deren Zerlegung in ebene finite Stabsegmente, die sich durch die Diskretisierung in L{\"a}ngs- und in Querrichtung ergeben. Zus{\"a}tzlich zu den an den Stabenden angreifenden Normalkr{\"a}ften, Querkr{\"a}ften und Biegemomenten werden an den Elementl{\"a}ngsr{\"a}ndern Schubbeanspruchungen erfasst. Die physikalische Nichtlinearit{\"a}t wird durch die Einbeziehung integraler Materialbeziehungen an den Segmentr{\"a}ndern ber{\"u}cksichtigt. Die numerische Umsetzung erfolgt mit Methoden der mathematischen Optimierung. Die Leistungsf{\"a}higkeit der Berechnungsstrategie wird exemplarisch anhand von Untersuchungen an Aussteifungssystemen in Großtafelbauweise nachgewiesen.},
  subject      = {Stahlbeton},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Erfurt2000,
  author    = {Erfurt, Wolfgang},
  title     = {Erfassung von Gef{\"u}gever{\"a}nderungen in Beton durch Anwendung zerst{\"o}rungsfreier Pr{\"u}fverfahren zur Einsch{\"a}tzung der Dauerhaftigkeit},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.63},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040311-664},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2000},
  abstract  = {Die Arbeit gliedert sich in drei Komplexe. Der erste Komplex umfaßt Voruntersuchungen zum Ultraschallmeßsystem hinsichtlich Sendefrequenzen, Ankoppeldruck und ger{\"a}tespezifischen Verz{\"o}gerungszeiten. Zur schrittweisen Entwicklung eines ber{\"u}hrungslos arbeitenden Ultraschallverfahrens werden Grundlagenuntersuchungen zur laserinduzierten Anregung von Ultraschallwellen und zur ber{\"u}hrungslosen Signalerfassung mittels Laservibrometer durchgef{\"u}hrt. Der zweite Komplex beinhaltet die Untersuchung von Gef{\"u}gesch{\"a}digungen durch Frostangriff. Als Kennwert der inneren Sch{\"a}digung wird die {\"A}nderung des dynamischen E-Moduls durch Anwendung von akustischen Meßverfahren (z.B. Dehnwellenresonanzverfahren) bestimmt. Der Erfassung und Visualisierung des Sch{\"a}digungsgradienten wird besondere Bedeutung beigemessen. Der dritte Komplex umfaßt die Untersuchung der Gef{\"u}geentwicklung w{\"a}hrend der Hydratation von Normalbetonen zur Bestimmung der Erh{\"a}rtungsdruckfestigkeit mit dem Ultraschallmeßsystem CONSONIC 60. Ausgewertet werden kontinuierliche und diskontinuierliche Impulslaufzeitmessungen unter Einbeziehung der Betonrezeptur.},
  subject      = {Langzeitverhalten},
  language  = {de}
}