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Authors: Siebel, Rüdiger
Title: Experimentelle Untersuchungen zur hydrodynamischen Belastung und Standsicherheit von Deckwerken an überströmbaren Erddämmen
Other Titles: Experimental investigations on hydrodynamic loads and stability of slope protection layers on overtoppable earthdams
Issue Date: 2014
metadata.ubs.publikation.typ: Dissertation
Series/Report no.: Mitteilungen / Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung, Universität Stuttgart;235
URI: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:93-opus-95992
http://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/581
http://dx.doi.org/10.18419/opus-564
ISBN: 978-3-942036-39-9
Abstract: Überströmbare Dämme mit einer Sicherung des Dammkörpers durch ein Deckwerk kommen seit einigen Jahren verstärkt vor allem bei kleineren dezentral wirkenden Hochwasserrückhaltebecken zum Einsatz. Aufgrund der erforderlichen flachen luftseitigen Böschungsneigung und dem damit verbundenen hohen Platzbedarf übersteigen die Dammhöhen solcher Dämme in den seltensten Fällen 10 m. Die Bemessungsmethoden, die für derartige Deckwerke in der Praxis angewandt werden, basieren oftmals auf abgewandelten statischen Ansätzen, die auftretende hydrodynamische Kräfte während des Überströmvorgangs nicht hinreichend abbilden. So wird beispielsweise oftmals mit einer eher willkürlichen und pauschalen Erhöhung des Sicherheitsbeiwerts gearbeitet, was der vorliegenden Problematik nicht ansatzweise gerecht wird und entweder zu überdimensionierten Deckwerken führt, oder aber zu unzureichenden Sicherheiten. Die vorliegende Dissertationsschrift befasst sich mit den verschiedenen Versagensmechanismen von Steinschütt- und Steinsatzdeckwerken an überströmten Dämmen und Deichen und deren rechnerischer Zugänglichkeit mit dem Ziel Bemessungsverfahren für die praktische Bauausführung zu erarbeiten. Dabei wird der Hauptaugenmerk auf die folgenden Versagensmechanismen gelegt, die bislang in der verfügbaren Literatur nicht, oder nur unzureichend erörtert wurden: • Einzelsteinerosion von Steinschüttdeckwerken • Abgleiten von Steinschüttdeckwerken • Ausbrechen von Steinsatzdeckwerken Während die beiden erstgenannten Versagensmechanismen mit Hilfe von großskaligen Modellversuchen untersucht wurden, basieren die Ergebnisse des Ausbrechens von Steinsatzdeckwerken auf rein theoretischen Überlegungen unter idealisierten Annahmen.
Since a few years overtoppable dams with a protection of the dam body by aid of a slope protection layer are intensively applied, mainly for smaller locally operated flood retention reservoirs. Due to the usually required flat downstream slope of the dams and the resulting space requirements, the heights of those dams do not exceed 10 m in almost all cases. The design methods applied for suchlike slope protection layers in practice are often basing on modified static approaches which do not adequately consider hydrodynamic forces during overtopping. For instance often a rather discretionary and blanket increase of the safety factors is used, which does by far not embrace the complexity of the problem and which results in oversized slope protection layers or to deficient safeties. The thesis in hand deals with the mathematical amenability of different failure scenarios of slope protection layers carried out as multi-layer rockfill (riprap) or as single-layer placing of stones on overtoppable dams and dykes. The objective is to develop design methods for the practical use. Main focus will be given to the following failure scenarios which have not or only inadequately been discussed in available publications so far: • erosion of single stones on riprap slope protection layers • sliding of riprap slope protection layers • disruption of a slope protection layer with placed stones Whereas the first two listed failure scenarios have been investigated by aid of large scale model tests, the results for the disruption of a placed stone slope protection layer are solely basing on theoretical considerations under idealised assumptions.
Appears in Collections:02 Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften

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