Modell soll Erdrutsche besser vorhersagen
Ein entscheidender Faktor für Hangrutschungen ist der Wassergehalt einer Böschung. „Mit zunehmender Wassersättigung eines Bodens steigt der Wasserdruck in dessen Poren. Gleichzeitig nehmen dabei die sogenannten Kapillarkräfte ab, die über die Oberflächenspannung des Wassers den Boden stabilisieren“, erklärte Projektleiter Wei Wu vom Institut für Geotechnik der Universität für Bodenkultur (Boku) Wien.
Doch genau diese Vorgänge konnten bisher nicht berechnet werden, so der Forscher in einer Aussendung des FWF, der das Projekt gefördert hat.
An Minimodellen getestet
Grund dafür sind die hoch komplizierten Prozesse, „die durch die Struktur eines Bodens noch komplexer werden“, so Wu. Denn für die Wissenschaftler besteht der Boden aus drei Phasen: Bodenkörner, Luft und Wasser. „Und für jede Phase gelten andere Berechnungsgrundlagen. Bisherige Modelle scheiterten an dieser Komplexität“, erklärte der Wissenschaftler.
Erst ein an der Stanford University (USA) entwickelter Computercode brachte den Durchbruch. Die Wiener Forscher entwickelten ihn weiter, und es gelang ihnen zu berechnen, wie sich räumlich voneinander getrennte Bereiche unterschiedlicher Wassersättigung auf das Entstehen einer Bruchkante in Böschungen auswirken können.
In Experimenten mit einem Miniatur-Böschung belegten die Forscher, dass die Modelle die Wirklichkeit gut beschreibt. Erwartungsgemäß wichtig für die Stabilität einer Böschung ist die Menge des gefallenen Regens.
Durch die Modellversuche lernten die Wissenschaftler aber auch sehr viel über den Mechanismus, der zum eigentlichen Bruch im Hanggefüge führt. „Es gelang uns, die dabei mobilisierte Energie zu berechnen und somit auch das Entstehen und Wachstum von instabilen Gleitfugen“, sagte Wu – also von Bereichen, in denen der Reibungswiderstand des Bodengefüges geringer ist als in der Umgebung.
science.ORF.at/APA
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