Autor: Andrea Thielen

Das Thema Naturgefahren hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Im Zuge des Klimawandels kommt es immer häufiger zu extremen meteorologischen Ereignissen, einhergehend mit Instabilitäten, wobei die am meisten gefährdeten Hänge jene sind, die zu steil für die vorliegenden Bodenkonditionen sind und durch Saugspannungseffekte zusammengehalten wurden. Diese Arbeit soll einen Beitrag leisten, diesen stabilisierenden Effekt besser zu verstehen und zu quantifizieren. Untersuchungen erfolgten am Beispiel eines Versuchshanges, in dessen unmittelbarer Umgebung häufig Instabilitäten auftraten. Ein Bodenmodell wurde unter geologischen Aspekten und auf Grundlage von geophysikalischen und geotechnischen Untersuchungsergebnissen erstellt. Wichtigste hydrologische Erkenntnis war das saisonal zweiphasige Hangverhalten bezüglich der Bodenfeuchte, welches einen typischen Sommer- und Wintercharakter aufweist. Im Rahmen eines Laborprogramms wurden die Wasserretentionskurven, die Wasserdurchlässigkeit sowie die Scherfestigkeit bestimmt. Erkenntnisse aus Feld- und Laborversuchen gingen anschliessend in eine zweidimensionale numerische Modellierung des Wasserhaushalts und in eine Stabilitätsanalyse für den untersuchten Hang ein. Die Qualität des Modells konnte als sehr gut beurteilt werden, da es mit der im Rahmen der Kalibrierung optimierten Parameterwahl im Stande war, die Feldmessdaten wiederzugeben und die saisonalen Bodenfeuchteänderungen korrekt zu berechnen. Die Stabilität des Versuchshanges war zu jeder Zeit gewährleistet und genau dann am grössten, wenn auch die Saugspannungen im Hang die grössten Werte aufweisen. Die Arbeit hat einen Beitrag geleistet, das Verständnis für das Verhalten von ungesättigtem Boden in Hängen zu erweitern. Die Kombination von Feld- und Laborversuchen mit computerunterstützter Modellierung hat sich dabei als sehr geeignet herausgestellt. Haupterkenntnis ist, dass die Bodensättigung einen starken Einfluss auf die Stabilität des untersuchten und somit auch auf andere Hänge mit ähnlicher Bodenstruktur hat. Obwohl der untersuchte Hang zu jedem Zeitpunkt stabil war, haben die Stabilitätsanalysen gezeigt, dass sich der Sicherheitsfaktor bei Vollsättigung dem kritischen Wert nähert, was bei steileren Hängen bereits zum Versagen führen würde.