MOE-Fellowship: Mykola Ambroziak

Die Einschätzung der Hangstabilität und die Entwicklung der computergestützten Modelle für die Progn

Obwohl in den letzten Jahren große Fortschritte bei der Erkennung, Vorhersage, Schadenminderung und -vermeidung gemacht wurden, fordern Hangbewegungen immer noch einen hohen gesellschaftlichen und ökonomischen Tribut. Die in jüngerer Zeit stattgefundenen Hangbewegungen demonstrieren die Notwendigkeit eines tieferen Verständnisses der geologischen und mechanischen Vorgänge, die zu einem spontanen Versagen eines natürlichen Hanges führen können. Fortschritte bei der Beurteilung der Hangrutschgefährdung wird es erst geben, wenn die Auslösevorgänge sowie die Kinematik der Bewegungen besser verstanden werden.

Meine Arbeit besteht aus dem Erlernen der Bergrutschungen, die oft in Alpengebirge stattfinden. Der Lehrstuhl für die Ingenieurgeologie, wo ich mein Stipendium hatte, beschäftigt sich mit diesen Erscheinungen. Die digitalen und feindetaillen Karten, die mittels ArcGIS-Software gemacht werden, sowie GPS-Kartierung sind sehr nützlich für mich. Außerdem macht mein Lehrstuhl die Modellierung unstabiller Hänge, Kartierung des Untergrundwassers, bodenmechanische Versuche. Während des erstes Teil des Stipendiums nahm ich an GIS-Blockkursen, an einem ingenieurgeologischen Geländepraktikum, an einer Kartierungsübung der Hangbewegungen, an der praktischen Übung „Alpine Karstologie“ und an den Geologisch-gletscherkundlichen Untersuchungen in der Ötztaler Alpen teil. Vorn sind die Laborversuche, Kartendigitalisierungen, Untersuchungen der Geologie und ingenieurgeologische Geländeübung Ostalpen.

Interessant für mich scheint auch die neue Methode der Rutschmassenbeobachtung. Die besteht aus GNSS (Satellitenpositionsmessungen), TPS (annähernd flächendeckende Oberflächenmessungen) und TDR (Bohrungen mit Tiefenmessungen). Die ständig übergegebenen Daten können in einem 3D-Frühwarnsystem benutzt werden. Es ist wichtig für die nutzerzentrierten Warnungsysteme und gibt auch gute Vorstellungen von dem Mechanismus instabillen Hänge. Im Rahmen meiner Forschung wurde die Methode im Vorfeld der wesentlich komplexeren FE-Analyse angewandt, um einige Fragen vorab klären zu können:

• Eine erste Bewertung der geotechnischen Eingangsparameter und der Modellgeometrie.
• Beurteilung der möglichen Vereinfachungen für die numerische Modellierung, insbesondere der möglichen Zusammenfassung der verschiedenen Lockergesteins-Horizonte („Layers“).
• Entwicklung einer Modellierungsstrategie, die grundsätzlich auch für die numerische Modellierung anwendbar ist.Dazu wurde ein Softwareprodukt der Firma Rocscience benutzt. Die Modellierungsstrategie umfasste im Wesentlichen.
• Eine Untersuchung der Modellgeometrie, insbesondere Modellaufbau (Anzahl Schichten) und Geometrie der Gleitfläche.
• Eine Untersuchung der wesentlichsten Einflussfaktoren, insbesondere gesättigte/trockene Verhältnisse und Auswirkungen von Porenwasser-überdrucken.

Der Zusammenhang zwischen ansteigendem Grundwasser und einer damit verbundenen Reduzierung der SRF-Werte (Strength Reduction Factor) konnte nicht im allen Betrachtungen nachgewiesen werden. Bei einzelnen Berechnungen kam es sogar zu einer Stabilisierung des Hanges, was nicht zweifelsfrei begründet bzw. logisch nachvollzogen werden kann. Zusammenfassend kann aus den oben beschriebenen Berechnungen gefolgert werden, dass der Hang trotz dieser hohen Gesteinsparametern unter bestimmten Voraussetzungen versagt.