Aufrüstung Biaxiales Hochlastprüfsystem

• Fachliche Zuordnung: Bauwesen und Architektur
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 457890709

Bei dem hier beantragten Gerät handelt es sich um die Weiterentwicklung eines bestehenden biaxialen Prüfsystems zum Prüfsystem für echt-triaxiale Druckbelastung. Dem Konzept des Biaxialen Prüfsystems folgend, wird die Belastung im triaxialen Prüfsystem durch sechs Stahlplatten in den prismatischen Prüfkörper eingeleitet werden. Wie seit langem bekannt ist, hat die mittlere Hauptnormalspannung maßgebenden Einfluss auf das Verformungs- und Festigkeitsverhalten von Gesteinen. Sowohl Grundspannungszustände in der Erdkruste, als auch Sekundärspannungszustände im Einflussbereich von Hohlräumen und untertägigen Bauwerken sind im Allgemeinen stark anisotrop. Der experimentellen Nachbildung dieser Belastungsrandbedingungen im Labormaßstab kommt daher zentrale Bedeutung zu, wenn Situationen und Verhältnisse untersucht werden, die von großer Anisotropie gekennzeichnet sind. Da in konventionellen Triaxialversuchen stets zwei Hauptnormalspannungen gleich groß sind, kann der Einfluss der mittleren Hauptnormalspannung mit dieser Technik jedoch nicht untersucht werden.Ein Prüfgerät für echt-triaxiale Druckbeanspruchungen steht im Moment weder an der TU Bergakademie Freiberg noch an Institutionen, mit denen Forschungskooperationen bestehen, zur Verfügung. Unsere Arbeitsgruppe hat daher keinen Zugang zu derartiger Prüftechnik und kann damit verbundene, hoch-aktuelle Forschungsthemen nicht bearbeiten. Zentrale Aspekte bei der Wahl des Konstruktionstyps des Prüfstandes für echt-triaxiale Druckbelastung waren:Flexible Wahl der Größe der prismatischen Prüfkörper von 100 bis 300 mm KantenlängeRealisierung großer Lasten (je nach Prüfkörpergröße bis 200 MPa)Möglichkeit dynamischer Belastung in allen Achsen (z.B. zyklisch Belastung, Erdbebensignal oder singulärer Impact)Weiterhin Möglichkeit der biaxialen Belastung mit guten Monitoring-MöglichkeitenAnkopplung von Sensoren zur Verformungsmessung und piezokeramischen Sensoren direkt über die DruckplattenRealisierung eines homogenen Spannungs- und Deformationsfeld im PrüfkörperDas Prüfgerät wird in Forschungsprojekten zu folgenden Themengebieten eingesetzt werden:Entwicklung und Test eines erweiterten hydro-mechanisch-gekoppelten Hoek-Brown Stoffmodells zur Berücksichtigung anisotropen Festigkeitsverhaltens bei der Anwendung eines Riss-Kriteriums für kristalline GesteineStandsicherheit von geothermischen Tiefenbohrungen im GranitVerhalten von geklüftetem Gestein unter triaxialer BelastungGebirgsbildungsprozesse / Experimentelle Abbildung ausgewählter Orogenese-Prozesse mit Gesteinen und äquivalenten Materialien

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Aufrüstung Biaxiales Hochlastprüfsystem
• Gerätegruppe: 0850 Höchstdruckpressen, Tetraederpressen
• Antragstellende Institution: Technische Universität Bergakademie Freiberg
• Leiter: Professor Dr. Heinz Konietzky