An attempt to identify concrete strength parameters by simulating standardized tests

• Autorzy: Kosiuczenko Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.24136/tren.2024.012

Warianty tytułu

PL

Próba identyfikacji parametrów wytrzymałościowych betonu z wykorzystaniem symulacji znormalizowanych testów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study focuses on transport infrastructure, particularly the construction and maintenance of concrete airport pavements, which are crucial for aviation transport safety. The main objective of the research was to evaluate the effectiveness of standard methods for determining the strength of concrete used in airport slabs (LWS) and road slabs (MON). The study employed the finite element method (FEM), comparing its results with experimental data. Simulations of concrete compression and bending tests were conducted in accordance with procedures described in standardization documents. The research results confirmed the usefulness of standard methods for testing and determining concrete strength. At the same time, the study highlighted the limitations of simplified calculation formulas contained in the standards. This research was carried out with the support of the Interdisciplinary Centre for Mathematical and Computational Modelling at the University of Warsaw (ICM UW).

PL

Niniejsza praca dotyczy infrastruktury transportowej, skupiając się nabudowie i utrzymaniu betonowych nawierzchni lotniskowych, kluczowych dla bezpieczeństwa transportu lotniczego. Głównym celem badania była ocena skuteczności standardowych metod określaniawytrzymałościbetonustosowanegowpłytachlotniskowych (LWS) oraz płytach drogowych (MON). W pracy wykorzystano metodę elementów skończonych (MES), zestawiając jej wyniki z danymi eksperymentalnymi. Przeprowadzono symulacje prób ściskania i zginania betonu zgodnie z procedurami opisanymi w dokumentach normalizacyjnych. Wyniki badań potwierdziły przydatność standardowych metod badania i oznaczania wytrzymałości betonu. Jednocześnie wskazano na ograniczenia uproszczonych formuł obliczeniowych zawartych w normach. Badania zostały przeprowadzone przy wsparciu Interdyscyplinarnego Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego (ICM UW).

Słowa kluczowe

EN

airfield; concrete pavement; finite element method; simulation; standard; transport; strength

PL

lotnisko; metoda elementów skończonych; nawierzchnia betonowa; symulacja; norma; transport; wytrzymałość

• Wydawca: Uniwersytet Radomski im. Kazimierza Pułaskiego
• Czasopismo: Journal of Civil Engineering and Transport
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 6, No. 3
• Strony: 49--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kosiuczenko Krzysztof

• Military Institute of Armour and Automotive Technology, Okuniewska 1, 05-070 Sulejówek, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3097-5488

Bibliografia

• [1] Alberson D.C., Williams W.F. Menges W.L., Haug R.R. (2004). Testing and Evaluation of the Florida Jersey Safety Shaped Bridge Rail, Research Report 9-8132-1. Texas Transportation Institute.
• [2] Borrvall T., Riedel W. (2011). The RHT concrete model in LS-DYNA, 8th European LS-DYNA Users Conference in Strasbourg.
• [3] Jor Yi. T. (2016). Comparative FE Study between MAT159 and MAT072R3 for Concrete Behaviour Modelling under Quasi-static Loading in LS-DYNA. Dissertation Universiti Teknologi PETRONAS, Malaysia.
• [4] LSTC, LS-DYNA. Theory manual. Livermore Software Technology Corporation. 2019.
• [5] LSTC. S-DYNA Manual vol. II R.13.0. 2021. Livermore Software Technology Corporation.
• [6] Malvar L.J., Ross C.A. (1998). Review of Static and Dynamic Properties of Concrete in Tension. ACI Materials Journal, 95(6), 735-739.
• [7] Mkrtychev O., Sidorov D., Bulushev S. (2017). Comparative analysis of results from experimental and numerical studies on concrete strength. MATEC Web of Conferences, 117. http://doi.org/10.1051/matecconf/201711700123.
• [8] Murray I. D. (2007). Evaluation of LS-DYNA Concrete Material Model 159. US Dep. of Transportation. Federal Highway Administration.
• [9] PN-EN 12390-5:2019-08. Badanie betonu. Część 5. Wytrzymałość na zginanie próbek do badania. [In Polish: Testing hardened concrete - Part 5: Flexural strength of test specimens], Polish Committee of Standardization, 2000.
• [10] PN-B-06250:1988. Beton zwykły. Badanie wytrzymałości na ściskanie. [In Polish: Plain concrete. Compressive strength testing], Polish Committee of Standardization, 1998.
• [11] PN-EN 1994-1-2:2008. Eurokod 4 – Projektowanie zespolonych konstrukcji stalowo-betonowych -Część 1-2: Reguły ogólne -- Projektowanie z uwagi na warunki pożarowe. [In Polish: Eurocode 4 -Design of composite steel and concrete structures - Part 1-2: General rules -- Design for fire conditions], Polish Committee of Standardization, 1994.
• [12] PN-EN 206+A2:2021-08. Beton - Wymagania, właściwości użytkowe, produkcja i zgodność. [In Polish: Requirements, performance characteristics, production and compliance], Polish Committee of Standardization, 2021.
• [13] Schwer L. E., Malvar L. (2005). Simplified concrete modeling with MAT_CONCRETE_DAMAGE_REL3.JRI LS-DYNA user week.
• [14] Sun X. (2017). Study on Experiment of Concrete Strength with Numerical Simulation, MATEC Web of Conferences, 109 http://doi.org/10.1051/matecconf/201710905002.
• [15] Wu Y., Crawford J., Lan S., Magallanes, J. (2014). Validation studies for concrete constitutive models with blast test data. Paper presented at the Proc., 13th Int. LSDYNA Users Conf., LSTC, Livermore.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).