Bemessungsvorschlag für Steinschlagschutzdämme

Für die Bemessung von Steinschlagschutzdämmen gibt es derzeit keine dem Stand der Technik entsprechenden und in der Praxis anwendbaren Methoden. Häufig werden für Steinschlagschutzprojekte mit hohen Bemessungsenergien Steinschlagschutzdämme errichtet, nachdem die mittels Eignungstests nachgewiesene Energieaufnahmekapazität von Steinschlagschutznetzen derzeit auf 8.000 kJ beschränkt ist. Der erdstatische Nachweis einer dynamischen Einwirkung auf Dammbauwerke ist mit statischen Methoden derzeit nicht möglich, da geeignete Methoden zur Ermittlung einer statischen Ersatzkraft fehlen. Die bestehenden empirischen Ansätze zur Ermittlung von statischen Ersatzkräften bei Steinschlagbelastungen bauen auf Impaktversuchen in Dämpfungsschichten über biegesteifen Stahlbetonkonstruktionen auf und können nicht auf reine Erdbauwerke übertragen werden. Um einen praxistauglichen Bemessungsansatz für solche Erdbauwerke zu erstellen, die teilweise großen dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, wurden Modellversuche an Dämmen verschiedener Bautypen und Dammgeometrien im Maßstab 1:33 durchgeführt. Dabei konnten die durch den dynamischen Stoß verursachten Bruchkörper bei verschiedenen Lastfällen bestimmt werden. Basierend auf den Ergebnissen der Modellversuche wird eine Methode entwickelt, mit der in Abhängigkeit von geometrischen Parametern eines Entwurfsdamms unter Berücksichtigung verschiedener Bautypen (Erddämme und bewehrte Erde) eine statische Ersatzkraft ermittelt werden kann. Mit dieser statischen Ersatzkraft kann in weiterer Folge mit klassischen Nachweisverfahren ein Tragfähigkeitsnachweis für einen konkreten Lastfall eines Bemessungs-Steinschlagereignisses (Bemessungssituation BS 3 gemäß EC 7 - ÖNORM B 1997-1-1) geführt werden.

Design proposal for rock fall embankments.
At the time being there are no state of the art methods to be applied in the design of rock fall embankments. As rock fall net-fences have a restricted energy absorption capacity, currently being certified up to 8,000 kJ, rock fall protection for higher design energies is often realized by the construction of an embankment. The prediction of the behaviour of rock fall embankments for dynamic impacts by standard geotechnical methods is not possible due to the lack of methods to determine an equivalent static force. Existing approaches to provide static equivalent forces are based on tests on damping layers overlaying stiff reinforced concrete structures such as galleries and cannot be transferred to structures consisting of soil only. To provide a code of practice for the design of rock fall embankments subjected to highly dynamic loading, model-tests on embankments of various construction types and geometries were carried out in a scale of 1:33. With these model tests it was possible to describe the geometry of the body of failure induced by the dynamic impact for different loading cases. Based on the results of the model tests a method to determine a static equivalent force dependency on the geometry of the embankment and different types of construction was developed. With this static equivalent force the proof of ultimate limit state (design situation DS 3 according to EC 7 - ÖNORM B 1997-1-1) can be performed with standard methods of soil mechanics.