title: Numerische Modellierung der Einwirkungen von Sturzströmen auf Schutzbauwerke mittels DAN3D
Creators: name: Pennauer, Johannes
Publisher: name: TU Wien
Year: 2015
Subjects: subject: Schutzbauwerke
subject: retaining structures

description: Sturzprozesse gehören zu den gefährlichsten Naturgefahren im Gebirgsraum. Der Schutz des Siedlungsgebietes ist daher eine wesentliche Aufgabe der modernen Gesellschaft. Schutzbauwerke sind ein wesentlicher Bestandteil eines Sicherheitssystems zur Abwehr von Naturgefahren. Die vorliegende Arbeit untersucht die Möglichkeit, Bemessungsparameter zur Dimensionierung von Schutzbauten mit dem Programm DAN 3D zu gewinnen. Zunächst wird ein kurzer Überblick über alpine Naturgefahren und mögliche Schutzmaßnahmen gegeben. Danach werden die in der Praxis üblichen Lastansätze präsentiert. In der ONR Richtlinie ONR 24801 wird ein Verfahren präsentiert, bei dem von einem Prozessmodell die wesentlichen Bemessungsparameter über eine Schnittstelle an ein Einwirkungsmodell übergeben werden. Die wesentlichen Parameter sind die Fließhöhe und die Geschwindigkeit der Absturzmasse. In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren zur Berechnung und Aufbereitung dieser Parameter mit DAN 3D präsentiert. Das Verfahren gliedert sich in 5 Stufen: - Manipulation des Digitalen Geländemodells (DGM), Einbau eine Schutzdammes - Aufbereitung des überarbeiteten DGM für DAN 3D - Berechnung des Absturzprozesses mit DAN 3D - Aufbereitung der DAN-3D Ergebnisse - Berechnung der Einwirkungen zufolge des Sturzprozesse Das Verfahren wird anhand von 2 Fallbeispielen vorgestellt. Im ersten Fall wird ein Schutzdamm gegen einen Felssturz am Hornbergl, Tirol, untersucht. Beim zweiten Fall handelt es sich um einen Felssturz im Alpltal. Die beiden Fallbeispiele unterscheiden sich darin, dass es sich im Fall des Hornbergls um eine relativ schnelle Massenbewegung in einem breiten Tal handelt, während im Alpltal der Sturzprozess in einem engen Tal relativ langsam abläuft. In beiden Fällen wird die Berechnung u.a. für verschiedene Dammböschungsneigungen durchgeführt. Die ermittelten Kraftverläufe zeigen qualitativ das gleiche Verhalten, wie man es auch aus Modellversuchen kennt. Es wird gezeigt, dass das vorgeschlagene Verfahren für die Ermittlung der Anprallkräfte auf Schutzbauwerk geeignet ist.
description: Rock avalanches are the most dangerous landslide hazards in alpine regions. The protection of human settlements is one of the most important duties of modern society. Protective structures are integral parts of a system to avert gravitational hazard processes- This master thesis analyzes the possibility of designing protective structures using DAN 3D. At first an overview of gravitational hazard processes and protective structures is given. Load assumptions for the design of protective structures are presented in the next chapter. The ONR 24801 guideline presents a procedure in which the design parameters for a load model are transferred from a process model by an interface. The essential design parameters are the velocity and depth of the rock avalanche. This master thesis proposes a 5-step procedure to calculate and prepare these parameters using DAN 3D: - Preparing the digital terrain model and implementing a protective dam - Preparing the digital terrain model for DAN 3D using SURFER - Computation of the gravitational process with DAN 3D - Preparing the results of DAN 3D for next step - Calculation of the loads resulting from the gravitational process The applicability of the procedure will be demonstrated by two case studies. In the first case study a rock avalanche at the Hornbergl, Tyrol, is examined, whereas in the second case study a rock avalanche in the Tyrolean Alpltal is the object of investigation. The two case studies are very different. In the Hornbergl case .we have an extremely rapid rock avalanche taking place in a broad valley, in the Alpltal the gravitational process proceeds slowly in a narrow valley. In both cases a parameter study was carried out with respect to the angle of the slope of the dam. The impact forces show the same behavior as known from model experiments. It is shown that the presented procedure for the determination of the impact forces can be used for