Untersuchungen zur Ermittlung des bevorstehenden Versagens von Deichen durch Messungen mit Glasfaserkabeln

Leitung:  Prof. Dr.-Ing. Martin Achmus
Bearbeiter: Dipl.-Ing. Mark Klameth
Laufzeit: Abschluss 2012

Deichbauwerke an Küste und Flüssen dienen in ihrer Funktion dem Schutz des Hinterlandes vor Überschwemmung. Ein Versagen bei einem Hochwasserereignis bedeutet daher eine Gefahr für die dahinter liegenden Flächen, Gebäude und Menschen. Der wirtschaftliche Schaden und der Verlust an Menschenleben sind unbedingt zu vermeiden. Daher ist die Größe von Deichen so zu bemessen, dass sie statistisch definierten und zu erwartenden Einwirkungen standhalten können. Die Größe des Bauwerks ist jedoch andererseits auch durch die wirtschaftliche Vertretbarkeit begrenzt.

Trotz größter Sorgfalt bei Bemessung und Ausführung eines solchen Bauwerks kann es aufgrund von größerer äußerer Belastung als vorgesehen zum Schadens- oder sogar zum Versagensfall kommen. Da es nicht wirtschaftlich und konstruktiv kaum durchführbar ist, einen Deich für alle theoretisch größtmöglichen Belastungen zu dimensionieren, müssen Wege gefunden werden, dass bestehende Restrisiko so gering wie möglich zu halten.

Da man einem Deich mit blosem Auge und von außen ein bevorstehendes Versagen kaum ansehen kann, ist es nötig, geeignete Messeinrichtungen am oder im Deich anzubringen, die vor der Zerstörung von Teilen oder sogar der gesamten Struktur warnen können. Da sich ein Bauwerk bei Belastung grundsätzlich verformt bzw. verschiebt bevor es versagt, wäre in diesem Zusammnhang zu untersuchen:

- Wo und in welcher Form treten diese Größen auf?

- Bei welcher Einwirkung versagt das Bauwerk?

- Wie groß sind dabei die Verformungen?

- Wie groß sind dabei die Verformungen?

Als Messeinrichtung sollen Glasfaserkabel zum Einsatz kommen, die entsprechende Dehnungen im Deichkörper erfassen können. Diese sind in Geotextilen eingebettet und werden bei der Errichtung des Deiches mit eingebaut. Zu untersuchen wäre unter anderem auch der ideale Einbauort im Deich für diese Messeinrichtung.

In Zusammenarbeit mit dem Franzius-Institut der Leibniz Universität Hannover läuft derzeit ein Forschungsprojekt, welches sich mit diesem Problem beschäftigt. Im Rahmen dieses Vorhabens wurde in Hannover-Marienwerder ein Modelldeich errichtet, an dem entsprechende Untersuchungen praxisnah durchgeführt werden sollen.

Als Voruntersuchung zu diesem Thema werden FE-Berechnungen mit dem Programm PLAXIS durchgeführt. Darin wird ein Deichmodell simuliert eingestaut, um die Reaktion im Inneren des Deichkörpers auf die Einwirkung durch Aufstau und Durchströmung zu beobachten.

Mit Hilfe dieser Erkenntnisse soll anschließend eine Aussage darüber getroffen werden können, in wie fern eine Anordnung von Messeinrichtungen im Deich sinnvoll ist, um einen drohenden Versagenszustand des Deichkörpers rechtzeitig erkennen und ggf. Gegenmaßnahmen treffen zu können.