Search
Filters
total: 671
filtered: 608
Search results for: concrete
-
Chained machine learning model for predicting load capacity and ductility of steel fiber–reinforced concrete beams
PublicationOne of the main issues associated with steel fiber–reinforced concrete (SFRC) beams is the ability to anticipate their flexural response. With a comprehensive grid search, several stacked models (i.e., chained, parallel) consisting of various machine learning (ML) algorithms and artificial neural networks (ANNs) were developed to predict the flexural response of SFRC beams. The flexural performance of SFRC beams under bending was...
-
A pin-on-disc study of airborne wear particle emissions from studded tyre on concrete road contacts
PublicationStudded tyres wear surfaces of winter roads, generating inhalable airborne particles. In this study, four concrete road materials and two stud geometries were investigated in terms of wear, road material hardness and airborne particle concentration. The sliding contact between studded tyres and road materials was studied using a pin-on-disc machine in a clean chamber. The results show that the normal load and the stud size have...
-
FE analysis of a coupled energetic-statistical size effect in plain concrete beams with varying material properties.
PublicationThe numerical FE investigations of a coupled energetic-statistical size effect in unnotched concrete beams of similar geometry under quasi-static three point bending were performed within elasto-plasticity with non-local softening. The stochastic FE analyses were carried out with three different beam sizes. Deterministic calculations were performed with the uniform distribution of a uniaxial tensile strength. In statistical calculations...
-
The use of a two-phase Monte Carlo material model to reflect the dispersion of asphalt concrete fracture parameters
PublicationThe work covers comprehensive laboratory tests of semi-circular bending (SCB) of asphalt concrete samples. The results of two test series, including four and 32 SCB specimens, indicate a substantial scatter of force–deflection (F-d) histories. The numerical analysis is aimed to reflect the maximum breaking load and fracture energy of the samples, pointing out their random character. The original simulation-based fictitious Monte...
-
Prediction of fracture toughness in fibre-reinforced concrete, mortar, and rocks using various Machine learning techniques
PublicationMachine Learning (ML) method is widely used in engineering applications such as fracture mechanics. In this study, twenty different ML algorithms were employed and compared for the prediction of the fracture toughness and fracture load in modes I, II, and mixed-mode (I-II) of various materials, including fibre-reinforced concrete, cement mortar, sandstone, white travertine, marble, and granite. A set of 401 specimens of “Brazilian...
-
Badania eksploatacyjne żelbetonu podczas realizacji ochrony katodowej. Investigations of cathodic protection of exposed reinforced concrete
PublicationPrzedstawiono wyniki badań realizacji ochrony katodowej stalowego zbrojenia betonu. Jako anodę zastosowano powłokę ochronną charakteryzującą się wysokim przewodnictwem elektrycznym. Podczas ekspozycji wykonywano pomiary potencjału powłok, który odzwierciedla zmiany rezystancji elektrycznej. Powłoki zawierające niskie zawartości grafitu charakteryzują się wysokimi rezystancjami rosnącymi podczas realizacji ochrony, ponadto w stosunku...
-
Experimental validation of the use of energy transfer ratio (ETR) for damage diagnosis of steel-concrete composite beams
Publication -
Modelling of Capillary Pressure-driven Water Flow in Unsaturated Concrete Using Coupled DEM/CFD Approach.
PublicationSformułowano nowatorskie, połączone podejście do modelowania dwufazowego przepływu wody napędzanego kapilarami w nienasyconym betonie. Dzięki połączeniu metody elementów dyskretnych (DEM) z obliczeniową dynamiką płynów (CFD) w warunkach izotermicznych proces został zbadany numerycznie w mezoskali w warunkach dwuwymiarowych. Niewielkie próbki betonu o uproszczonej mezostrukturze cząstek poddano w pełni sprzężonym hydromechanicznym...
-
Coupled DEM/CFD analysis of impact of free water on the static and dynamic response of concrete in tension regime
PublicationW tym artykule zbadano numerycznie quasi-statyczne i dynamiczne zachowanie częściowo nasyconego płynem betonu w warunkach dwuwymiarowego (2D) jednoosiowego rozciągania w mezoskali. Obliczono, jaki wpływ ma zawartość wolnego płynu porowego (gazu i wody) na proces pękania i wytrzymałość betonu w rozciąganiu. Do symulacji zachowania betonu całkowicie i częściowo nasyconego płynem w warunkach quasi-statycznych i dynamicznych wykorzystano...
-
FE-analysis of the beaviour of concrete elements with coupled elasto-plastic-damage models with non-local softening
PublicationArtykuł omawia wyniki symulacji zachowania sie elementów betonowych poddanych cyklicznemu obciążeniu. Do symulacji zastosowano połączone modele sprężysto-plastyczne z degradacją sztywności i z nielokalnym osłabieniem. Wyniki symulacji porównano z doswiadczeniami.
-
FE-modelling of concrete behaviour under mixed mode conditions with non-local and cohesive constitutive models.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki symulacji rys zaokrąglonych w elementach betonowych w warunkach mieszanego sposobu obciążenia. Symulacje wykonano przy zastosowaniu modelu rys kohezyjnych i modeli mechaniki ośrodka ciągłego z nielokalnym osłabieniem.. Wyniki symulacji porównano z doświadczeniami.
-
Calculations of fracture process zones on meso-scale in notched concrete beams subjected to three-point bending.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numeryczne MES modelowanie belek betonowych z nacięciem na poziomie skali mezo. Beton został opisany na poziomie skali mezo jako stochastyczny materiał 3-składnikowy złożony z kruszywa, zaczynu cementowego oraz stref kontaktu. Obliczenia wykonano przy wykorzystaniu modelu degradacji sztywności z nielokalnym osłabieniem. Zbadano wpływ stochastycznego rozkładu kruszywa, średnicy, kształtu oraz zagęszczenia...
-
Application of enhanced elasto-plastic damage models to concrete under quasi-static and dynamic cyclic loading
PublicationArtykuł omawia wyniki symulacji zachowania sie elementów betonowych poddanych zginaniu w czasie cyklicznego obciążenia. Do symulacji zastosowano 3 połączone modele sprężysto-plastyczne z degradacją sztywności i z nielokalnym osłabieniem. Wyniki symulacji porównano bezpośrednio z doświadczeniami.
-
Parametric FE studies on a coupled energetic-statistical size effect in plain concrete beams under bending
PublicationW artykule omówiono wyniki połączonego deterministyczno-statystycznego efektu skali w betonowych belkach podczas zginania. Obliczenia wykonano stosując MES w zakresie sprężysto-plastyczności z nielokalnym osłabieniem. Obliczenia wykonano dla różnych długości korelacji i współczynnika zmienności.
-
Analysis of concrete behaviour under cycling within coupled elasto-plastic-damage with non-local softening
PublicationArtykuł omawia wyniki symulacji zachowania sie elementów betonowych poddanych cyklicznemu obciążeniu. Do symulacji zastosowano 3 połączone modele sprężysto-plastyczne z degradacją sztywności i z nielokalnym osłabieniem. Wyniki symulacji porównano z doświadczeniami laboratoryjnymi..
-
Comparison of continuous and discontinuous constitutive models to simulate concrete behaviour under mixed mode failure conditions
PublicationW artykule porównano modele MES ciągłe i nieciągłe do symulacji zachowania betonu w warunkach mieszanego zniszczenia. W ramach modeli ciągłych zastosowano modele sprężysto-plastyczne oraz modele z redukcją sztywności sprężystej i nielokalnym osłabieniem. W ramach modeli nieciągłych zastosowano XFEM. Przedmiotem obliczeń były strefy lokalizacji i rysy w warunkach mieszanego zniszczenia wg testu doświadczalnego Nooru-Mohameda.
-
Finite element analysis on failure of reinforced concrete corner in sewage tank under opening bending moment
PublicationW artykule omówiono mechanizm uszkodzenia żelbetowego zbiornika ściekowego w narożniku ściany, który uległ uszkodzeniu podczas próby wypełnienia na skutek nadmiernych przemieszczeń poziomych ścian pod wpływem otwierającego momentu zginającego. Aby wyjaśnić przyczyny awarii, przeprowadzono kompleksowe obliczenia metodą elementów skończonych (MES) żelbetowego zbiornika w warunkach odkształcenia płaskiego. Beton zamodelowano za pomocą...
-
Quantitative assessment of the influence of tensile softening of concrete in beams under bending by numerical simulations with XFEM and cohesive cracks
PublicationResults of the numerical simulations of the size effect phenomenon for concrete in comparison with experimental data are presented. In-plane geometrically similar notched and unnotched beams under three-point bending are analyzed. EXtended Finite Element Method (XFEM) with a cohesive softening law is used. Comprehensive parametric study with the respect to the tensile strength and the initial fracture energy is performed. Sensitivity...
-
Determination of Thermophysical Parameters Involved in The Numerical Model to Predict the Temperature Field of Cast-In-Place Concrete Bridge Deck
PublicationThe paper dealswith a concept of a practical computationmethod to simulate the temperature distribution in an extradosed bridge deck. The main goal of the study is to develop a feasible model of hardening of concrete consistent with in-situ measurement capabilities. The presented investigations include laboratory tests of high performance concrete, measurements of temperature evolution in the bridge deck and above all, numerical...
-
3D X-ray Micro-CT Analysis of Rebar Corrosion in Reinforced Concrete Subjected to a Chloride-Induced Environment
PublicationThe paper presents experimental investigations of the concrete cover protective ability to coun-teract rebar corrosion in reinforced concrete cubes. To study and quantify the consequences of corrosion a reinforced concrete sample was subjected to chloride-induced environment in order to get corroded and combined with un-corroded sample. Chloride-accelerated technique can in-duce a high degree of corrosion within at a controlled...
-
State-of-the-art framework for high-speed camera and photogrammetric use in geometry evaluation of prestressed concrete failure process
PublicationPrestressed structures are a key to the realization of the boldest architectural ideas, regardless of shape complexity, great height and large span. A characteristic feature of the prestressed structure is the better use of concrete material properties by insertion of internal forces. The internal forces are opposed to external loads effects (forces and deformations of structure). Prestressed reinforced concrete beams are characterized...
-
Discrete element method simulations of fracture in concrete under uniaxial compression based on its real internal structure
PublicationThe paper describes experimental and numerical results of concrete fracture under quasi-static uniaxial compression. Experimental uniaxial compression tests were performed on concrete cubic specimens. Fracture in concrete was detected at the aggregate level by means of three non-destructive methods: three-dimensional X-ray microcomputed tomography, two-dimensional scanning electron microscope and manual two-dimensional digital...
-
An experimental study of self-sensing concrete enhanced with multi-wall carbon nanotubes in wedge splitting test and DIC
PublicationConcrete is the worldwide most utilized construction material because of its very good performance, forming ability, long-term durability, and low costs. Concrete is a brittle material prone to cracking. Extensive cracking may impact durability and performance over time considerably. The addition of a small amount of carbon nanotubes (CNT) increases the concrete’s overall electrical conductivity, enabling internal structure...
-
Two-dimensional simulations of concrete fracture at aggregate level with cohesive elements based on X-ray lCT images
PublicationThe paper presents results of two-dimensional meso-scale simulations of fracture in notched concrete beams subjected to three-point bending test. Concrete was assumed as a 4-phase material composed of aggregate grains placed in the cement matrix, interfacial transitional zones (ITZs) and macro-voids. The particle distribution was taken from real concrete beams on the basis of X-ray lCT images. Comprehensive numerical analyses were carried...
-
FE investigations of the effect of fluctuating local tensile strength on coupled energetic-statistical size effect in concrete beams
PublicationThe effect of fluctuating local tensile strength on a coupled energetic-statistical size effect in plain concrete beams under bending was numerically investigated. First, the influence of varying autocorrelation length of the random field describing a spatial variation of local tensile strength was studied. Next, the influence of the coefficient of variation of local tensile strength was analyzed. The numerical FE investigations...
-
Characterization of Corrosion-Induced Fracture in Reinforced Concrete Beams Using Electrical Potential, Ultrasound and Low-Frequency Vibration
PublicationThe paper deals with the non-destructive experimental testing of the reinforced concrete beams under progressive corrosion. A series of experiments using electrical potential, ultrasound and low-frequency vibrations techniques are reported. Electrical potential and natural frequencies were used to characterise and monitor the corrosion process at its initial state. The P-wave velocity measurements were proved to be effective in...
-
Efektywność skrępowania betonu w grubościennych słupach typu Concrete-Filled Steel Tube o przekroju kołowym
PublicationW słupach typu CFST w stanie granicznym dochodzi do zwiększenia wytrzymałości betonu rdzenia na skutek jego skrępowania. Zaistnienie tego zjawiska zależy od wielu czynników. Jednym z najważniejszych z nich jest sztywność obwodowa płaszcza stalowego. Jej wpływ na efektywność wzrostu wytrzymałości betonu rdzenia przebadano eksperymentalnie na grupie 48 grubościennych słupów CFST. Wykazano, że nadmierne zwiększanie grubości płaszcza...
-
Predicting Performance of Lightweight Concrete with Granulated Expanded Glass and Ash Aggregate by Means of Using Artificial Neural Networks
PublicationLightweight concrete (LWC) is a group of cement composites of the defined physical, mechanical, and chemical performance. The methods of designing the composition of LWC with the assumed density and compressive strength are used most commonly. The purpose of using LWC is the reduction of the structure’s weight, as well as the reduction of thermal conductivity index. The highest possible strength, durability and low thermal conductivity...
-
Some Aspects of Shear Behavior of Soft Soil–Concrete Interfaces and Its Consequences in Pile Shaft Friction Modeling
PublicationThis paper examines the stiffness degradation and interface failure load on soft soil–concrete interface. The friction behavior and its variability is investigated. The direct shear tests under constant normal load were used to establish parameters to hyperbolic interface model which provided a good approximation of the data from instrumented piles. Four instrumented piles were used to obtain reference soil–concrete interface behavior....
-
Analytical approach for membrane action in laterally-restrained reinforced concrete square slabs under uniformly distributed loads
PublicationLaterally-restrained reinforced concrete slabs can mobilise compressive membrane action and subsequent tensile membrane action under extreme loading conditions, thereby enhancing the load resistance under uniformly distributed loads. Previous analytical study focuses primarily on tensile membrane action in simply-supported slabs. This paper describes an analytical approach for membrane action in laterally-restrained square slabs....
-
Field investigation of low-temperature cracking and stiffness moduli on selected roads with conventional and high modulus asphalt concrete
PublicationHigh Modulus Asphalt Concrete (HMAC) was introduced in Poland as a one of the solutions to the problem of rutting, type of deterioration common in the 1990s. After first encouraging trials in 2002 HMAC was widely used for heavily loaded national roads and motorways. However some concerns were raised about low-temperature cracking of HMAC. This was the main reason of the studies presented in this article were started. The article...
-
Investigation of low-temperature cracking in newly constructed high-modulus asphalt concrete base course of a motorway pavement
PublicationThe paper presents the issue of low-temperature transverse cracks which have developed in newly constructed base courses made of high-modulus asphalt concrete mix (HMAC). Numerous transverse cracks developed in the analysed HMAC base during the winter season before the pavement was actually completed, both at the transverse joint locations and in the areas between them. This had not happened so far on such a scale during road construction...
-
Evaluation of pounding effects between reinforced concrete frames subjected to far-field earthquakes in terms of damage index
PublicationIn this paper, three different damage indexes were used to detect nonlinear damages in two adjacent Reinforced Concrete (RC) structures considering pounding effects. 2-, 4- and 8-story benchmark RC Moment Resisting Frames (MRFs) were selected for this purpose with 60%, 75%, and 100% of minimum separation distance and also without any in-between separation gap. These structures were analyzed using the incremental dynamic analysis...
-
Optimization-based stacked machine-learning method for seismic probability and risk assessment of reinforced concrete shear walls
PublicationEfficient seismic risk assessment aids decision-makers in formulating citywide risk mitigation plans, providing insights into building performance and retrofitting costs. The complexity of modeling, analysis, and post-processing of the results makes it hard to fast-track the seismic probabilities, and there is a need to optimize the computational time. This research addresses seismic probability and risk assessment of reinforced...
-
Load-carrying capacity and state of effort of tubes made of glass and basalt fibre reinforced polymer filled with concrete
PublicationOpisano badania eksperymentalne słupów wykonanych z rur polimerowych zbrojonych włóknami szklanymi i bazaltowymi. Część rur wypełniano wewnątrz betonem. Słupy z wypełnieniem niszczyły się w sposób powolny, wykazując wysoką nośność pokrytyczną, podczas gdy słupy z rur pustych niszczyły się w sposób gwałtowny, niesygnalizowany. Nośności uzyskane eksperymentalnie porównano do nośności obliczonych teoretycznie na podstawie procedur...
-
Asphalt concrete subjected to long-time loading at low temperatures – Deviations from the time-temperature superposition principle
PublicationThe article presents the observed deviations from the time-temperature superposition principle of asphalt concretes, tested in the bending beam creep test at low temperatures for a long time of loading. In almost all tested asphalt concretes, deviations appeared after 500 s of loading at the temperature of -10 C. Some types of bitumen presented deviations at other temperatures – usually the harder the grade of the bitumen, the...
-
Enhanced coupled elasto-plastic-damage models to describe concrete behaviour in cyclic laboratory tests: comparison and improvement.
PublicationArtykuł omawia różne modele połączone sprężysto-plastyczne z degradacją sztywności do opisu zachowania się betonu pod obciążeniem cyklicznym. Modele zostały rozszerzone o długość charakterystyczną mikrostruktury w do opisu lokalizacji odkształceń. Wykonano obliczenia MES dla ściskania i zginania. Zaproponowano własny ulepszony model.
-
Coupled elasto-plastic-damage model with non-local softening enhanced by viscosity to describe dynamic concrete behaviour
PublicationW artykule zaproponowano model do opisu betonu podczas dynamicznego obciążenia. Przyjęto model sprężysto-plastyczny z degradacją sztywności i nielokalnym osłabieniem rozszerzony o lepkość. Obliczenia MES dla elementów betonowych pod obciążeniem dynamicznym o różnej prędkości obciążenia porównano z doświadczeniami.
-
Concrete beams under bending - calculations of size effects within stochastic elasto-plasticity with non-local softening
PublicationW artykule przedstawiono wyniki numerycznej analizy efektów skali (efektu deterministycznego i stochastycznego) w belkach betonowych nacięciem poddanych zginaniu z uwzględnieniem lokalizacji odkształceń. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu metody elementów skończonych i sprężysto-plastycznego modelu z nielokalnym osłabieniem. Pokazano wpływ wielkości belek betonowych na nośność.
-
A three-dimensional meso-scale approach with cohesive elements to concrete fracture based on X-ray μCT images.
PublicationArtykuł omawia wyniki numeryczne dotyczące pękania betonu uzyskane stosując trójwymiarowy model mezoskopowy z elementami kohezyjnymi. Obliczenia trójwymiarowe zostały wykonane dla zginanej belki betonowej. Beton został opisany jako model 3-fazowy. Mikrostruktura betonu odpowiadała zdjęciom tomograficznym. Wyniki numeryczne zostały porównane z wynikami doświadczalnymi. Uzyskano b. dobra zgodność między wynikami numerycznymi i doświadczalnymi.
-
MODELLING OF CONCRETE FRACTURE AT AGGREGATE LEVEL USING DEM BASED ON X-RAY mu CT IMAGES OF INTERNAL STRUCTURE
PublicationThe paper describes two-dimensional meso-scale numerical results of fracture in notched concrete beams under quasi-static three-point bending. Concrete was modelled as a random heterogeneous 4-phase material composed of aggregate particles, cement matrix, interfacial transitional zones (ITZs) and air voids. As a numerical approach, the discrete element method (DEM) was used. The concrete micro-structure in calculations was directly...
-
Numerical investigations of discrete crack propagation in Montevideo splitting test using cohesive elements and real concrete micro-structure
PublicationThe paper is aimed at accurately predicting the discrete fracture process in concrete specimens under complex stress states in two dimensional (2D) simulations. Plain concrete specimens subjected to Montevideo splitting test (MVD) were used for consideration due to non-negligible shear stresses impact in this type of test. In order to reflect the heterogeneous nature of the concrete, the meso-structure of the samples was included...
-
Simulations of spacing of localized zones in reinforced concrete beams using elasto-plasticity and damage mechanics with non-local softening
Publication -
Computational simulations of concrete behaviour under dynamic conditions using elasto-visco-plastic model with non-local softening
Publication -
Simulations of spacing of localized zones in reinforced concrete beams using elastic-plasticity and damage mechanics with non-local softening
PublicationArtykuł omawia obliczanie belek żelbetowych z uwzględnieniem lokalizacji odkształceń. Obliczenia wykonano przy zastosowaniu MES na bazie sprężysto-plastycznego prawa konstytutywnego i modelu zniszczeniowego uwzględniającego degradację sztywności rozszerzonego o długość charakterystyczną mikrostruktury za pomocą teorii nielokalnej.
-
Computational simulations of concrete behaviour under dynamic conditions using elasto-visco-plastic model with non-local softening.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki obliczeniowych symulacji zachowania betonu w warunkach dynamicznych stosując sprężysto-lepko-plastyczny model z nielokalnym osłabieniem. Wykonano obliczenia dla ściskania jednoosiowego, rozciągania jednoosiowego i zginania. Dla dużych prędkości obciążenia uwzględniono fragmentację materiału. Wyniki porównano z doswiadczeniami.
-
Effect of free water on the quasi‑static compression behavior of partially‑saturated concrete with a fully coupled DEM/CFD approach.
PublicationThe work aims to numerically investigate the quasi-static response of partially fluid-saturated concrete under two-dimensional uniaxial compression at the mesoscale. We investigated how the impact of free pore fluid content (water and gas) affected the quasi-static strength of concrete. The totally and partially fluid-saturated concrete behavior was simulated using an improved pore-scale hydro-mechanical model based on DEM/CFD....
-
A three-dimensional meso-scale approach to concrete fracture based on combined DEM with x-ray micro-CT images
PublicationArtykuł omawia wyniki numeryczne uzyskane stosując 3-wymiarowy mezoskopowy model do opisu pękania w betonie na poziomie kruszywa w belce z nacięciem podczas zginania. Do obliczeń użyto metodę elementów dyskretnych. Beton został opisany jako materiał 4-fazowy złożony z kruszywa, zaprawy, makro-porów i stref przejściowych miedzy kruszywem a zaprawą. Kształt i położenia kruszywa przyjęto na podstawie skanów z mikro-tomografu. Uzyskano...
-
RMS-based damage identification in adhesive joint between concrete beam and steel plate using ultrasonic guided waves
PublicationAdhesive joints have numerous applications in many branches of industry, such as civil engineering, automotive, aerospace and shipbuilding. As with most structural elements, adhesive joints can experience any damage mechanism, which induces the need for diagnostic testing. Ultrasonic waves are widely used for non-destructive inspection of many structures and their elements, including adhesive joints. Guided wave propagation method...
-
Active learning on stacked machine learning techniques for predicting compressive strength of alkali-activated ultra-high-performance concrete
PublicationConventional ultra-high performance concrete (UHPC) has excellent development potential. However, a significant quantity of CO2 is produced throughout the cement-making process, which is in contrary to the current worldwide trend of lowering emissions and conserving energy, thus restricting the further advancement of UHPC. Considering climate change and sustainability concerns, cementless, eco-friendly, alkali-activated UHPC (AA-UHPC)...