Titelaufnahme

Titel
Kontinuumsmechanische Analyse von schnellen Massenbewegungen in zwei und drei Dimensionen mit Hilfe des DAN Codes / von Brack Fernand
VerfasserBrack, Fernand
Begutachter / BegutachterinPoisel, Rainer ; Preh, Alexander
Erschienen2012
UmfangII, 83 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2012
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Massenbewegungen / DAN / Kontinuumsmechanik
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-46477 Persistent Identifier (URN)
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Kontinuumsmechanische Analyse von schnellen Massenbewegungen in zwei und drei Dimensionen mit Hilfe des DAN Codes [2.06 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Massenstürze stellen in betroffenen Gebieten eine ständige Bedrohung dar. Um die Massenstürze besser abschätzen zu können, um vorbeugende Maßnahmen ergreifen zu können und Sicherheitszonen ausweisen zu können, wird versucht, mittels immer präziserer Berechnungsprogramme Abschätzungen über den Verlauf von Massenstürzen zu treffen. Mit den beiden speziell zur Berechnung schneller Massenstürze entwickelten kontinuumsmechanischen Programmen DAN-2D und DAN-3D wurden verschiedene Fallbeispiele mit unterschiedlichen Eigenschaften durchgerechnet. Ziel der Arbeit war es, die Ergebnisse dieser Berechnungen zu visualisieren und die Genauigkeit der errechneten Auslauflängen zu vergleichen. Um die Ergebnisse besser verstehen zu können, wurden zuerst die kontinuumsmechanischen Annahmen sowie die wichtigsten Berechnungsparameter erläutert. Mit Hilfe der Sensibilitätsanalyse können Aussagen über die unterschiedlichen Rheologieparameter getroffen, sowie ihr Einfluss auf die Berechnungsergebnisse der Programme DAN-2D und DAN-3D untersucht werden. Die Auslauflängen und die Abflussgeschwindigkeiten weiterer vier Fallbeispiele wurden in beiden Programmen berechnet und miteinander verglichen. In zwei der untersuchten Fallbeispiele wurde die Abflussbreite bei der in DAN-2D durchgeführten 2,5D Berechnung variiert. So wurde der bei einer Über- oder Unterschätzung auftretende Einfluss der Abflussbreite auf die Auslauflänge ermittelt. Anschließend wurde in DAN-2D untersucht, welchen Einfluss die unterschiedliche Blockorientierung auf die Berechnungsergebnisse hat.

Mittels beider Programme wurden die Reichweiten der Massenstürze in jedem Fallbeispiel berechnet. Abgesehen von einer vernachlässigbaren Differenz lieferten beide Programme das gleiche Ergebnis. Diese Übereinstimmung ergibt sich dadurch, dass alle Ergebnisse auf den gleichen Ausgangsdaten und denselben physikalisch- mechanischen Grundlagen basieren. Auf Grund der Ergebnisse der Untersuchungen wurde festgestellt, dass DAN-2D sich zur nachträglichen Untersuchung stattgefundener, gut dokumentierter Ereignisse eignet. Zusätzlich können die in DAN-3D zur Berechnung eines Massensturzes verwendeten Rheologieparameter mit Hilfe einer schnellen DAN-2D Berechnung ermittelt werden. Mittels DAN-3D können anschließend der Weg und die Breite der Massenstürze anhand von Geländemodellen (DHM) berechnet werden. So lassen sich Prognosen über das Ausmaß von Massestürzen und das von ihnen gefährdete Gebiet treffen.

Zusammenfassung (Englisch)

Mass falls are a constant threat in concerned areas. Better calculation programs are developed to estimate mass falls before they happen and to be able to take preventive measures and to expel safety zones in order to save lives and prevent damage. With the two continuum mechanical programs DAN-2D and DAN-3D, which were specifically developed to calculate fast mass falls, five case studies with different properties are calculated. The aim of this work is to visualize the results of these calculations and to compare and control the accuracy of the calculated runout. The results of the programs are based on the same assumptions, as well as the calculation parameters, flow resistance and pressure. These parameters are discussed in the theoretical part of this work. With a sensitivity analysis of a first case study, it is possible to draw conclusions about the influence of different rheological parameters and on the calculation results of both programs DAN-2D and DAN-3D. The runout length and the maximum velocity of four further case studies are calculated and compared in both programs. In two of the investigated case studies, the width of the outflow has been changed for the 2,5D calculation in the DAN-2D program. Thus, the influence of an over- or underestimated outflow width on the runout length was determined. Afterwards the possible variation of the block orientation was examined with the results of DAN-2D.

The visualization provides an accurate chart of the results, which allows to make a statement about the accuracy of both calculation programs. The programs calculate the same runout length for each case study, except for a negligible difference. This agreement results from the fact that all calculations are based on the same data and the same geomechanical basics as well. Due to the results of the studies, we can say that the program DAN-2D is suitable for additional examinations of well documented events that already happened. DAN-2D can also be used for a brief determination of the rheological parameters used to make a precisely DAN-3D calculation of the mass fall. DAN-3D calculates the way and the width of the runout using digital terrain models. Forecasts about the endangered area and the dimensions of the mass fall can be made on these results.