NOE-KSG - Kluftkörpergrößenbestimmung mithilfe von synthetischen Gebirgsmodellen

20.11.2022 - 19.11.2023
Auftragsforschungsprojekt

Die Bemessung von Steinschlagschutznetzen erfolgt anhand der auftretenden Energien und Sprunghöhen. Zur Ermittlung dieser kann in Österreich seit 2013 die ONR 24810 herangezogen werden. Diese Richtlinie wurde zur Dimensionierung von Steinschlagschutzbauwerken, wie Steinschlagschutznetze, Dämme und Galerien (auf Hangskala) entwickelt. Sie gibt vor, Schutzbauwerke mithilfe des sog. Bemessungsblocks zu dimensionieren. Die Ermittlung des Bemessungsblocks ist eines der zentralen Elemente der ONR 24810. Dieser wird in Abhängigkeit der Ereignisfrequenz mittels eines bestimmten Perzentils aus einer aufgenommenen Blockgrößenverteilung bestimmt. Die Blockgrößenverteilung wird anhand der Kluftkörpergrößenverteilung im Ablösebereich und/oder der Größenverteilung der Sturzblöcke im Ablagerungsbereich ermittelt. In der ONR 24810 werden zur Bestimmung von Kluftkörpergrößen im Ablösebereich folgende Verfahren vorgeschlagen: Abschätzung, statistische Kluftkörpergrößenverteilung, diskrete explizite Kluftkörpervermessung. In der Praxis werden Blockgrößenverteilungen zumeist nur in der Schutthalde, falls vorhanden, oder anhand einzelner stummen Zeugen bestimmt. Diese sind im Allgemeinen ohne technische Hilfsmittel zugänglich und vermessbar. Hier kommen Methoden wie Schätzung, Achsvermessung nach dem Zufallsprinzip, das Linienzählverfahren, das Flächenverfahren, die Siebanalyse oder Fotosieving mittels Software zur Anwendung. Da die Blöcke im Ablagerungsbereich aufgrund des vorangegangenen Sturzprozesses oftmals stark fragmentiert sind, ist die Bestimmung der Blockgrößenverteilung aus der Schutthalde allein (bzw. ein definierter Bemessungsblock daraus) für eine naturgetreue Steinschlag-Modellierung zumeist nicht ausreichend. Für eine realitätsnahe Festlegung des Bemessungsblocks ist zusätzlich die Kluftkörpergrößenverteilung des Ablösebereichs erforderlich. Zur Bestimmung von Kluftkörpergrößen sind meist technische Hilfsmittel notwendig, da die Ablösebereiche in der Regel nicht einfach zugänglich sind. Die Aufnahme des zur Abschätzung der Kluftkörper erforderlichen Trennflächengefüges kann oft nur durch Handvermessung mittels Abseilens, Photogrammetrie oder mittels UAV-Befliegung und entspr. Software-Anwendung erfolgen.

Da die Bestimmung des Bemessungsblocks stark abhängig von der Qualität der ermittelten Kluftkörpergrößenverteilung (Illeditsch & Preh, 2020) ist und diese zumeist nicht oder nur unvollständig durchgeführt wird, wird im Zuge dieses Forschungsvorhabens versucht eine einfach anwendbare, kostengünstige und verlässliche Prozedur zur Bestimmung der Kluftkörperverteilungen von Felswänden zu entwickeln.

Dazu wird versucht auf Basis von photogrammetrischen Vermessungen mittels UAV ein synthetisches Gebirgsmodell (Synthetic Rock Mass, SRM) zu berechnen und mithilfe dieses Modells eine exakte Kluftkörpervermessung durchzuführen und schlussendlich die vorherrschende Kluftkörpergrößenverteilung zu bestimmen.

Personen

Projektleiter_in

Institut

Auftrag/Kooperation

  • Land Niederösterreich

Forschungsschwerpunkte

  • Computational Science and Engineering
  • Außerhalb der TUW-Forschungsschwerpunkte