Schlüsselwörter
(Englisch)
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Monitoring, Load tests, Novel technologies, Concrete structures, Support to decision-making, Structural safety, Fatigue
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Schlüsselwörter
(Französisch)
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Ausculation, Essais de charge, Techniques innovantes, Ouvrages en béton, Aide à la prise de décision, Sécurité structurale, Fatigue
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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Since some years, optical and three-dimensional video-correlation (DIC-3D) measuring systems have allowed for a sound advancement in determining in an accurate manner the geometry of cracks and their displacements in three directions. The application of these measuring systems in a laboratory environment has yield to a better understanding the response of concrete structures. Particularly, the measuring of the crack geometry and kinematics has allowed calculating local forces and to compare them to the observed strength on the basis of constitutive material laws (AGB 2011/015). In addition, the application of optical fibres glued on reinforcement bars is showing a promising potential to estimate stress ranges associated to fatigue issues (AGB 2015/011). Within this research, it is foreseen to develop first the necessary tools to automatically identify the geometry and kinematics (opening and sliding) of existing cracks in road infrastructure. This will be performed by means of digital image recognition procedures. These tools shall also serve to track the evolution and to verify the accuracy of DIC-3D in-situ measurements (measurements of actual cases, without live load, with traffic load, dairy thermal actions or by simple static or dynamic loading tests). In a second stage, it is foreseen to complete the interpretation of laboratory measurements performed within other research projects and to perform new series of tests to correlate DIC-3D measurements (performed on the surface) and fibre optic measurements (performed on reinforcement bars within the concrete) to the internal forces and observed strengths. In a third stage, it is foreseen to improve the procedures to evaluate the structural safety based on in-situ measurements when abnormal cracks are observed as well as with respect to the fatigue response.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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Depuis quelque temps, les méthodes optiques et de vidéo-corrélation tridimensionnelle (DIC-3D) ont permis un avancement spectaculaire dans la détermination précise de la géométrie des fissures ainsi que dans la mesure très détaillée des déplacements dans les trois directions. L’application de ces mesures en laboratoire a permis de mieux comprendre le fonctionnement des structures en béton. En particulier, la mesure de la géométrie des fissures et de leur cinématique a permis de calculer les efforts locaux et de les comparer à la résistance sur la base de modèles constitutifs des matériaux (AGB 2011/015). En outre, l’application des mesures par fibres optiques collées sur les armatures est en train de montrer son potentiel dans le cadre de l’estimation des variations de contrainte des barres d’armature sous charges de fatigue (AGB 2015/011). Dans le cadre de cette recherche, on prévoit d’abord de développer les outils pour reproduire la géométrie et la cinématique (ouverture et glissement) de fissures existantes sur des ouvrages d’art (méthodes de reconnaissance d’image), de suivre leur évolution et vérifier la précision des mesures par DIC-3D in-situ (mesures de cas réels sans charges variables, avec trafic ordinaire, avec variation thermique journalière ou avec simple essai de charge statique ou dynamique). Dans une deuxième phase, il est prévu de compléter l’interprétation des mesures effectuées en laboratoire dans le cadre d’autres projets de recherche ainsi que d’effectuer des nouveaux essais permettant de corréler les observations DIC-3D faites sur les surfaces visibles aux efforts et aux résistances ainsi qu’aux mesures de déformation faites en laboratoire sur les barres d’armature par le biais de fibres optiques. Dans une troisième phase, il est prévu d’améliorer les procédures permettant d’évaluer la sécurité structurale en cas de présence de fissures anormales observées et la résistance à la fatigue sur la base des mesures in-situ.
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Projektziele
(Englisch)
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- The 1st goal of this research project is to improve the basis and to provide the tools necessary for the interpretation of cracks detected during inspections of actual structures and described as abnormal.
- The 2nd goal is to allow for an in-situ verification of structures where fatigue issues may potentially be critical (some elements might be identified as critical according to calculations but are actually not, with the risk of intervening when the actual situation does not justify it, or, conversely, to disregard this issue when it can be governing).
- The 3rd aim is to improve the state-of-the-art in the field of inspection and monitoring by using novel technologies. This should also allow to conduct more systematic and automated inspections in the future.
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Projektziele
(Französisch)
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- Le 1er but de ce projet de recherche est d’améliorer les bases et fournir les outils nécessaires à l’interprétation de fissures jugées anormales lors de l’inspection d’ouvrages d’art.
- Le 2ème but est de permettre une vérification in-situ en cas de structures problématiques à la fatigue (certains éléments sont très critiques selon les calculs, mais ne le sont probablement pas dans la réalité, avec le risque d’intervenir quand la situation réelle ne le justifie pas, ou, de ne plus se soucier de la problématique, quand la réalité le justifierait).
- Le 3ème but est d’améliorer l’état des connaissances dans le domaine de l’auscultation et des inspections en utilisant des techniques innovantes. Ceci devrait aussi permettre de rendre les inspections, dans le futur, plus systématiques et automatisées.
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