Partikelsimulationen im alpinen Katastrophenschutz


Partikelsimulationen im alpinen Katastrophenschutz Als Begleiterscheinung des Klimawandels häufen sich im Alpenraum gravitative Massenbewegungen, darunter Felsstürze. Wissenschaftler forschen, wie Siedlungen bestmöglich geschützt werden. Dafür setzen sie auf Experimente und numerische Simulationen. Starkregen, Temperaturanstieg und Wetterextreme sind Auswirkungen des Klimawandels, die im Alpenraum Felsstürze und Gerölllawinen begünstigen. Entsprechend steigt die Gefährdungslage für Siedlungsbereiche und Infrastruktureinrichtungen in deren Auslaufbereichen. Am Arbeitsbereich für Geotechnik der Universität Innsbruck forschen Wissenschaftler zu vorbeugenden Schutzmaßnahmen. Geotechnische Gegebenheiten und Energien Betrachtet werden neben geotechnischen Gegebenheiten vor allem die bei Felsstürzen auftretenden Energien. Es geht um Wechselwirkungen, Einwirkungen auf Schutzdämme unterschiedlicher Bauweisen sowie ihre Ausbreitung und Ablagerungsformen nach dem Aufprall. Erkenntnisse darüber sollen beitragen, dass Dämme entsprechend der lokal zu erwartenden Belastungen gebaut werden und maximalen Schutz geben. Modellversuche und Simulation mangels empirischer Daten Mit dieser Forschungsarbeit hat das Innsbrucker Team Neuland betreten. Denn es sind kaum empirische Vorarbeiten bekannt noch liegen dokumentierte Ereignisse vor, auf die es sich stützen kann. Folglich muss ein besseres Verständnis für diese gewaltigen Prozesse durch Experimente an Modellen und Simulationen sowie im Zusammenspiel beider Methoden gewonnen werden. Das Innsbrucker Forscherteam hat anhand von rund 200 Modellexperimenten verschiedene Fragen zu Fließ- und Anpralleigenschaften untersucht und aus den Messergebnissen Formeln abgeleitet. Kalibrierte Simulationen nach der Diskrete-Elemente-Methode (DEM) dienen dann einerseits dazu, die gewonnenen Daten und Zusammenhänge auf Plausibilität zu überprüfen. Andererseits werden so Einflussparameter analysiert, Sensitivitäten abgeleitet und die Erkenntnisse auf andere Szenarien skaliert. Nachrechnung des Bergsturzes \| © Universität Innsbruck Mehr Informationen Ein ausführlicherer Beitrag mit näheren Informationen zu diesem Projekt finden Sie im CADFEM Blog. : https://blog.cadfem.net/de/partikelsimulationen-als-schluesseltechnologie-im-alpinen-katastrophenschutz

Starkregen, Temperaturanstieg und Wetterextreme sind Auswirkungen des Klimawandels, die im Alpenraum Felsstürze und Gerölllawinen begünstigen. Entsprechend steigt die Gefährdungslage für Siedlungsbereiche und Infrastruktureinrichtungen in deren Auslaufbereichen. Am Arbeitsbereich für Geotechnik der Universität Innsbruck forschen Wissenschaftler zu vorbeugenden Schutzmaßnahmen.

Geotechnische Gegebenheiten und Energien

Betrachtet werden neben geotechnischen Gegebenheiten vor allem die bei Felsstürzen auftretenden Energien. Es geht um Wechselwirkungen, Einwirkungen auf Schutzdämme unterschiedlicher Bauweisen sowie ihre Ausbreitung und Ablagerungsformen nach dem Aufprall. Erkenntnisse darüber sollen beitragen, dass Dämme entsprechend der lokal zu erwartenden Belastungen gebaut werden und maximalen Schutz geben.

Modellversuche und Simulation mangels empirischer Daten

Mit dieser Forschungsarbeit hat das Innsbrucker Team Neuland betreten. Denn es sind kaum empirische Vorarbeiten bekannt noch liegen dokumentierte Ereignisse vor, auf die es sich stützen kann. Folglich muss ein besseres Verständnis für diese gewaltigen Prozesse durch Experimente an Modellen und Simulationen sowie im Zusammenspiel beider Methoden gewonnen werden.

Das Innsbrucker Forscherteam hat anhand von rund 200 Modellexperimenten verschiedene Fragen zu Fließ- und Anpralleigenschaften untersucht und aus den Messergebnissen Formeln abgeleitet. Kalibrierte Simulationen nach der Diskrete-Elemente-Methode (DEM) dienen dann einerseits dazu, die gewonnenen Daten und Zusammenhänge auf Plausibilität zu überprüfen. Andererseits werden so Einflussparameter analysiert, Sensitivitäten abgeleitet und die Erkenntnisse auf andere Szenarien skaliert.