Die Bruchmechanik der nassen Schneedecke

Rund die Hälfte aller Lawinenopfer, die in spontanen Lawinen sterben, werden durch Nassschneelawinen verursacht. Zudem können Nassschneelawinen eine große zerstörerische Kraft entwickeln und gefährden vor allem die Infrastruktur in den Alpen. Trotz dieses hohen Gefährdungspotenzials ist es nach wie vor sehr schwierig den Abgang von Nassschneelawinen genau zu prognostizieren. Der Grund dafür liegt im komplexen Zusammenspiel von perkolierendem Wasser und der Schneedeckenstratigraphie. Zudem werden die mechanischen Eigenschaften der nassen Schneedecke bis heute kaum verstanden. Dieses Wissen ist aber die Voraussetzung, um nasse Schneedeckenstabilität im Feld oder durch Modellläufe bestimmen zu können. Nur wenn man diese nasse Schneedeckenstabilität kennt, kann man die Vorhersage von Nassschneelawinen verbessern. Mit dem zu erwartenden Klimawandel erwarten wir eine höhere Anzahl von Nassschneelawinen, folglich werden die Anforderungen an eine korrekte Vorhersage von Nassschneelawinen steigen. Deshalb ist es das grundsätzliche Ziel dieses Antrages, unser Verständnis über die mechanischen Versagenseigenschaften einer nassen Schneedecke zu verbessern. Unsere Annahmen sind, dass Bruchinitialisierung und ausbreitung sich bei einer nasse Schneedecke ähnliche verhalten wie bei trockenen Schneebrettern, aber maßgeblich durch die Menge an flüssigem Wasser in der Schwachschicht oder im Schneebrett bestimmt werden. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten: Steuern die durch Wasser veränderten Eigenschaft des Schneebrettes das Versagen der Schneedecke, so wird die Auslösung eines nassen Schneebrettes ähnlich wie bei einem trockenen Schneebrett ablaufen (d.h. Modulus A/B Bruch). Dominieren die Veränderungen der Schwachschichten das Versagen der Schneedecke, so kann man von einer zunehmenden Schwächung in Kompression ausgehen. Um diese Annahmen zu verifizieren bzw. zu testen werden wir im Feld sog. Biegebalkentests durchführen und alle relevanten hydraulischen und mechanischen Eigenschaften quantitativ messen. Zudem werden wir mit Hilfe eines finite Elementmodelles diesen Test nachbilden und eine Sensitivitätsstudie durchführen. Das wird Aufschlüsse geben, welche Versagensannahme eher dominiert. Die Ergebnisse werden schlussendlich mit einem numerischen Schneedeckenmodel gekoppelt um mögliche Verbesserungen für die Vorhersage von Nassschneelawinen aufzuzeigen. Durch unsere Forschung erwarten wir uns eine massive Verbesserung im Verständnis der nassen Bruchmechanik und dadurch eine besser Lawinenvorhersage.