Titelaufnahme

Titel
Die Modellierung großer Felsgleitungen mittels 3DEC / von Nikolaus Hödlmoser
VerfasserHödlmoser, Nikolaus
Begutachter / BegutachterinPoisel, Rainer
ErschienenWien, 2016
Umfangvi, 91 Blätter : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftTechnische Universität Wien, Diplomarbeit, 2016
Anmerkung
Zusammenfassung in englischer Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Felsleitungen
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-92039 Persistent Identifier (URN)
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Die Modellierung großer Felsgleitungen mittels 3DEC [10.84 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Im Steinbruch bei Spitz an der Donau kam es in der Vergangenheit immer wieder zu Felsstürzen unterschiedlicher Größenordnungen. Beim letzten großen Ereignis glitt im Jahr 2002 ein Felsvolumen zwischen 60.000 und 85.000 m3 ab. Abschätzungen haben ergeben, dass Maßnahmen zur Reduzierung der vom Steinbruch ausgehenden Gefahr vor allem für die im Vorland verlaufenden Verkehrswege mehrere Millionen Euro kosten würden. Es wurde daher beschlossen, das Risiko möglicher zukünftiger Ablöseszenarien genauer zu untersuchen. In einer ersten Phase wurde die Wiederkehrperiode von Ereignissen ähnlich jenem von 2002 bestimmt sowie die Größen und Lagen von zwei möglichen zukünftigen Ablösungen festgelegt. Die vorliegenden Untersuchungen hatten zum Ziel, die Ausbreitung der Ablösungen bei deren Abgang zu ermitteln, um daraus mögliche direkte und indirekte Schäden ableiten zu können. Für diese Untersuchungen wurde das diskontinuumsmechanische Berechnungsprogramm 3DEC gewählt. Um Modellbedingungen zu erhalten, welche zu einem realistischen Verhalten der modellierten Ablöseszenarien führen, wurde zuerst das oben genannte Ereignis des Jahres 2002 nachgebildet. Die Dokumentation des Ereignisses von 2002 und Vermessungsdaten vor und nach dem Ereignis wurden dabei verwendet, um zu erfassende Randbedingungen zu definieren. Parameter, welche zu einer realitätsnahen Modellierung des Ereignisses 2002 führten, wurden danach herangezogen, um die Abgänge der beiden Ablöseszenarien zu simulieren. Um den Einfluss maßgeblicher Modellparameter zu untersuchen, wurden mehrere Berechnungsversionen mit unterschiedlichen Parametern durchgeführt. Die Reichweiten der berechneten Felsgleitungen, sowie die Geschwindigkeiten und Verschiebungen ausgewählter Blöcke, wurden für jede Version festgehalten. Wie die Berechnungen zeigten, konnte das Ereignis 2002 mit ausreichender Genauigkeit nachgebildet werden. Die Simulationen der Ablöseszenarien ergaben, dass die Topographie des Steinbruchs - in Verbindung mit der Halde des Ereignisses 2002 - dazu führte, dass große Teile der Gleitmassen aufgefangen und am weiteren Abgleiten gehindert wurden. Bei diesem Bremsvorgang kam es zu einer Verschiebung der Halde 2002 gegen den bestehenden Damm, der in weiterer Folge beschädigt werden könnte. Eine Untersuchung der Standsicherheit des Damms auf Basis der vorliegenden Untersuchungsergebnisse ist daher durchzuführen. Ein gegen den Schub der Gleitmassen sicherer Damm würde - abgesehen von Einzelblöcken - eine großflächige Gefährdung der dahinter verlaufenden Verkehrswege verhindern.

Zusammenfassung (Englisch)

In the past rockslides of different size have occurred in the quarry next to Spitz, the last big one in 2002, where a rockvolume between 60.000 and 85.000 m3 sled down. Assessments of possible measures reducing the danger of future rockfalls especially affecting the infrastructure have come up to several million euros. Therefore, risk evaluation of future detachment scenarios has been investigated. In phase one return periods of similar events to the one in 2002 as well as size and positions of two future detachments were defined. The investigations in this thesis aim at defining the run-out of these detachments to assess possible direct and indirect damages. For the calculations the discontinuum mechanics code 3DEC was used. In order to receive model conditions, which mirror a realistic behavior of the modelled scenarios, the rockslide of 2002 was simulated first. The documentation of the event and the surveying data of the 2002 rockslide were used to define boundary conditions. The parameters for a model of the event 2002 close to reality were then used to simulate both run-out scenarios. In order to analyse the influence of model parameters various calculations with different parameters were carried out. The run-out distance of the rock slides calculated as well as the velocity and displacements of specific blocks of each version were documented. The simulations of the future scenarios showed that the topography of the quarry, in combination with the deposit of 2002, decelerated huge parts of the sliding rock mass and prevented it from sliding down to the base of the quarry. During the deceleration of the rockslide the deposit of 2002 was displaced until it reached an existing protection embankment which in sequence might be damaged. Consequently, the stability of the protection embankment has to be investigated. A protection embankment resisting the thrust of the sliding masses would - apart from individual blocks - prevent hazards of the infrastructure behind it over large areas.