Zum geotechnischen Risiko durch Stabilitätsverlust

In dem Beitrag wird das geotechnische Risiko als Erwartungswert des Ausmaßes schädlicher Ereignisse innerhalb eines Operationsgebiets und -zeitraums präzisiert. Dafür ursächliche Stabilitätsverluste sind mit domino-artigen Kettenreaktionen und Kontrollverlusten verbunden, die sich bislang nicht berechnen lassen. Ihr Ausmaß ist physikalisch durch die dabei freigesetzte Energie gegeben. Je größer diese ist und je mehr etwas oder jemand einer Kettenreaktion ausgesetzt ist, desto größer ist der Schaden. Wegen der “wilden” Zufälligkeit hängt die Anzahl von Kettenreaktionen von der dabei mindestens freigesetzten Energie nach einem Potenzgesetz ab. Dessen Exponent ist nahe -1, weil die Geomaterie annähernd ratenunabhängig reagiert. Das Potenzgesetz hat physikalisch und organisatorisch begründbare Unter- und Obergrenzen. Damit ergibt sich das geotechnische Risiko als das Produkt von Schadensuntergrenze und Logarithmus des Verhältnisses von Ober- und Untergrenze. Erwartungswerte der Grenzen sind aufgrund von Baugrunddaten, technischen und sonstigen Einwirkungen für Szenarios zu ermitteln. So kann man das Risiko objektiv kalkulieren, Versicherungsprämien einschätzen und die Gesamtausgaben von der Vorstudie bis zur Nutzung reduzieren.

Geotechnical rich due to loss of stability.
In this paper the geotechnical risk as expected value of sizes of geotechnical events within an operation region and time is specified. Causative losses of stability are related with domino-like chain reactions and losses of control which as yet cannot be calculated. Their physical extent is given by the released energy. The bigger this is and the more something or someone is exposed to a chain reaction, the higher is the damage. Due the “wild” randomness the number of chain reactions depends on the energy which is released at least by a power-law. The exponent of it is nearly -1 as the reaction of geo-matter is nearly rate-independent. The power-law has physically justified lower and upper cut-offs. Thus the geotechnical risk is the product the lower damage cut-off and the logarithm of the ratio of upper and lower cut-offs. Expected values of cut-offs have to be determined for scenarios by means of ground data, technical and other actions. Thus the risk can be calculated objectively, insurance fees can be estimated and total expenses from feasibility study to use can be reduced.