Steinschlagtests unter realitätsnahen Bedingungen

Das WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF und die Geobrugg AG haben in den letzten zwei Jahren bei Tests am Flüelapass untersucht, wie sich realistische Einschläge von Testblöcken auf Steinschlagbarrieren auswirken. Die ersten Ergebnisse aus diesem Innosuisse-Projekt sind jetzt als WSL-Bericht verfügbar.

In den letzten Jahrzehnten haben sich flexible Steinschlagbarrieren mit hochfesten Stahldrahtnetzen als effiziente und zuverlässige Schutzmassnahme weltweit etabliert. Gleichzeitig haben sich die Energieaufnahmefähigkeiten von damals 1500 kJ auf bis zu 10'000 kJ erhöht. Bei derart hohen Energien und teils höheren Verbauungen stellt sich zwangsläufig wieder die Frage, was «natürliche» Einschläge bewirken, also Einschläge von Felsblöcken, die an einer beliebigen Stelle in das Netz einschlagen und dabei möglicherweise auch noch rotieren.

In einem Innosuisse-Forschungsprojekt des WSL-Instituts für Schnee- und Lawinenforschung SLF gemeinsam mit dem Industriepartner Geobrugg AG werden seit 2019 in diversen Feldtests die Einflüsse von unterschiedlichen Lastfällen auf Steinschlagbarrieren ermittelt. Zu diesem Zweck wird am Flüelapass in natürlichem Gelände eine ausgedehnte Feldtestserie durchgeführt, bei der verschiedene Steinformen und -grössen in eine Steinschlagbarriere abgeworfen werden. Sowohl Steine als auch die Barriere selbst sind mit diversen Sensoren ausgerüstet, um die Belastung auf unterschiedliche Elemente des Schutzsystems zu messen. So wird beispielsweise untersucht, wie sich Treffer an verschiedensten Aufprallpositionen, die Rotation der Testblöcke sowie die verschiedenen Aufprallgeschwindigkeiten auf das Verhalten der Barriere auswirken.

Zusätzlich sind auch die Testblöcke selbst mit Sensoren versehen, die die Rotation und Beschleunigung des Steines während des Sturzes und beim Aufprall auf die Barriere messen. In Kombination mit hochauflösenden Drohnen- und Videoaufnahmen aus verschiedenen Blickrichtungen können dadurch die Flugbahnen und Geschwindigkeiten der einzelnen Blöcke detailliert rekonstruiert werden. Das ermöglicht den Forschenden, weitere Erkenntnisse über das Zusammenspiel aller Parameter zu gewinnen.

Die Auswertung der Daten hat gezeigt, dass es heute möglich ist, Zusatztests wie sie schon in den 1990er Jahren angedacht, aber auf Grund des damaligen massiv tieferen Entwicklungsstandes der Sensor- und Computertechnik noch nicht sinnvoll möglich waren, als Ergänzung zu den vorgeschriebenen Tests durchzuführen. Ziel dabei ist für das SLF, die Steinschlag-Simulationssoftware RAMMS::Rockfall weiter zu verfeinern. Für Geobrugg steht im Vordergrund, die Barrieren – neben bereits durchgeführten Versuchen auf dem Testgelände – noch besser für Steinschläge zu optimieren, wie Sie unter natürlichen Bedingungen vorkommen.