Numerische Simulationen von Steinschlagschutznetzen für Niedrigenergiebereiche

Um Steinschlagschutzverbauungen im Niedrigenergiebereich von maximal 60 kJ mit einfachen, handelsüblichen Komponenten zu überprüfen, wurden bereits im Jahr 2023 in einem Steinbruch nahe Passau 1:1‐Belastungsversuche durchgeführt. Dabei wurden die Kräfte in den Abspann‐ und Tragseilen erfasst und ergänzend Videoanalysen durchgeführt, um das Systemverhalten präzise zu beschreiben und auszuwerten. Diese Messdaten stellen nun die Grundlage für die Validierung der numerischen Berechnungen mit der Diskrete‐Elemente‐Methode (DEM) dar. Mit der numerischen Simulation konnten die maximal gemessenen Seilkräfte, die Kräfte an den Verankerungspunkten sowie die Auslenkungen des Schutzbauwerks während und nach dem Impakt mit sehr guter Similarität abgebildet werden. Die numerischen Berechnungen zeigten ein sehr gutes Konvergenzverhalten des Gesamtsystems. Wie bereits bei den 1:1‐Versuchen konnte analog zu den Simulationsergebnissen der Nachweis für den Grenzzustand der Tragfähigkeit für das flexible Schutzsystem bis zu einer Einwirkung von   =  60 kJ, erbracht werden.

In order to assess rockfall protection structures in the low‐energy range of up to 60 kJ using simple, commercially available components, full‐scale (1:1) load tests were conducted in 2023 at a quarry near Passau. During these tests, forces in the guy and load‐bearing cables were recorded, and supplementary high‐resolution video analyses were performed to accurately characterize and evaluate the system's dynamic behaviour. The resulting measurement data now provide the basis for validating numerical calculations carried out using the Discrete Element Method (DEM). The numerical simulations successfully reproduced, with a high degree of correlation, the maximum measured cable forces, the forces at the anchorage points, as well as the deflections of the protection structure both during and after impact. Furthermore, the computational model exhibited excellent convergence characteristics for the overall system. Consistent with the 1:1 field test results, the simulations confirmed compliance with the ultimate limit state for the flexible protection system under impact energies of up to   =  60 kJ.