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Titelaufnahme

Titel
Experimental study on the triggering of landslides in partially saturated slopes / submitted by Grims Michael
VerfasserGrims, Michael
GutachterWu, Wei ; Idinger, Gregor
Erschienen2014
UmfangV, 92 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2014
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Böschungsstabilität Rutschungen Teilgesättigter Boden Zentrifugen-Modellversuche
Schlagwörter (EN)centrifuge modeling landslides slope stability unsaturated soils
Schlagwörter (GND)Rutschung / Stabilisierung / Simulation
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-7813 Persistent Identifier (URN)
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 Das Werk ist frei verfügbar
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Experimental study on the triggering of landslides in partially saturated slopes [15.65 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Naturkatastrophen wie Rutschungen, Lawinen oder Erdbeben haben das Potential, großen Schaden an Menschen und Infrastruktur anzurichten. Die wachsende Weltbevölkerung führt zu einem erhöhten Bedarf an optimierten Vorwarn- und Schutzsystemen. Deshalb ist es von Bedeutung, die grundlegenden Prozesse beschreiben zu können. Die experimentelle Untersuchung im Rahmen dieser Arbeit dient einem besseren Verständnis der Auslösebedingungen von Rutschungen in teilgesättigtem, nicht-kohäsivem Boden. Zentrifugen-Modellversuche wurden durchgeführt, da diese die Möglichkeit bieten, echte Spannungszustände anhand kleiner Modelle zu simulieren. Diese klein-maßstäblichen Modelle wurden erst schichtweise verdichtet, und dann die Böschungen geschnitten. Die Homogenität der Modelle in Bezug auf Dichte und Wassergehalt wurde kontrolliert. 14 Böschungen wurden unter ansteigendem Eigengewicht getestet, bis es zum Versagen kam. Als Modelboden diente ein enggestufter mittel-fein-Sand. Der Einfluss von Trockendichte, Anfangswassergehalt und Böschungsneigung auf die Hangstabilität wurde untersucht. Während der Tests wurde alle fünf Sekunden ein Foto gemacht. Das Verarbeiten dieser Bilder mit einem “Particle Image Velocimetry“ (PIV) Code und selbst erstellten Matlab-Skripten ermöglichte eine umfangreiche Visualisierung und Interpretation der Bodenverformungen. Der Schwerpunkt der Untersuchung lag auf der Erklärung der Bedingungen der Versagensinitialisierung und den dahinter stehenden Mechanismen und Bruchbildern. Es wurde festgestellt, dass Dichte und Wassergehalt einen großen Einfluss auf die Hangstabilität haben. Eine höhere Trockendichte und ein niedrigerer Wassergehalt haben positiven Einfluss auf die Stabilität. Der Versagensmechanismus kann als Translationsrutschung beschrieben werden, dessen Gleitfuge vom Böschungsfuß ausgehend fortschreitet.

Zusammenfassung (Englisch)

The understanding of natural disasters such as landslides, avalanches or earthquakes is of great significance, since they have the potential to cause heavy damage to life and infrastructure. The growing world population implies the need for optimized prediction and protection systems. The experimental investigation in this thesis contributes to better understanding of the triggering conditions of landslides in a partially saturated, non-cohesive soil. Centrifuge model tests were performed as they provide the possibility to simulate the real stress state of slopes with models of reduced size. This modeling technique allows a large number of experiments within reasonable amount of time under laboratory conditions. The soil in the model slope was compacted in layers. The model slopes were prepared with pre-defined density and water content. 14 slopes were tested under increasing self-weight loading conditions. Poorly graded, medium-fine sand was compacted to four different initial dry densities. Additionally, the influence of the initial water content and slope angle on the stability of a slope was investigated. During the tests, photos of the soil were taken every five seconds. The processing of the pictures with a Particle Image Velocimetry (PIV)-code and self-written Matlab scripts allowed a comprehensive interpretation and visualization of the soil deformation. The main focus was laid on the explanation of the failure mechanisms and on the impact of varied soil parameters on the slope stability. It was found, that the density and the water content have great influence. A higher dry density and lower water content increase the stability of the slope. The failure mechanisms reveal a translational nature.