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Stabilitätsanalyse von kritischen Felsböschungen mit Hilfe digitaler Geländemodelle

Abstract:

Der unmittelbare Zweck von Stabilitätsanalysen von Felsböschungen besteht in der Erkennung der verschiedenen Faktoren, welche ein mögliches Versagen beeinflussen, und der Abschätzung der Sicherheit.
Ausgangspunkt jeder Untersuchung bildet die Abklärung aller kinematisch möglichen Versagensmechanismen unter Berücksichtigung der Topografie, Geometrie und Geologie. Es ist eine spezielle Eigenschaft des Versagens von Felsböschungen, dass sie vorzugsweise entlang von Schwächestellen erfolgen, wie Klüfte, Störungen, Schieferungsflächen, Schichten usw. Da diese meistens nur an der Oberfläche sichtbar sind, nicht aber im darunter liegenden Fels, und eingedenk der schwierigen Bestimmung ihrer Festigkeitseigenschaften im Grossmassstab, kommt einer Parameteranalyse hohes Gewicht zu. Um diese effizient durchführen zu können sind starke Vereinfachungen sowohl des statischen Systems, der Materialmodelle als auch der Kriterien zur Versagenswahrscheinlichkeit notwendig.
Im folgenden werden nur Versagen durch Gleiten untersucht, und zwar nur entlang von Ebenen, den sog. Trennflächen. Bei einem grösseren Untersuchungsgebiet, das durch mehrere Trennflächenscharen durchschnitten wird, kann eine Vielzahl potentieller Bruchkörper vorhanden sein, deren Erkennen aufgrund einer komplizierten Topografie oft schwierig ist. Zudem erschwert die Dreidimensionalität eine (manuelle) Bestimmung der charakteristischen Werte, wie z.B. die Grösse der Begrenzungsflächen oder des Volumens der Bruchkörper, enorm. Um dies effizient zu bewältigen wurde das Computerprogramm AutoBlock kreiert, dessen Hauptaufgabe die automatische Kombination aller möglichen Trennflächen und deren Schnitt mit einem digitalen Geländemodell (DTM) ist, woraus sich alle kinematisch möglichen Bruchkörper ergeben. Dank dieser Möglichkeit und ingenieurmässigen Diskussionen kann erkannt werden, wo gefährdete Stellen vorliegen.
Im folgenden wird zunächst die Grundlage von AutoBlock beschrieben, um dann im Sinne eines grundlegenden Beispiels den Bergsturz Schartenfels bei Baden nachzurechnen.

Authors:

Fritz, Pit

Index Terms:

slope; Stabilitat; Fels; CAD; Analyse; AutoBlock; Informatik; TunnelingGroup; slope stability; Fritz, Pit

Further Information:

Date published: 2007