Schematische Darstellung des Haldenprofils
sources of non-uniform infiltration
Dry
Quellen ungleichmäßiger Infiltration
an gebermten Haldenböschungen
als Ursache der Instabilität von multifunktionalen Abdeckungen,
siehe auch M. Lersow [13,15,16]
basal recharge
upslope leading
Wismut-Remediation-Project,
Halde 366 am Autobahnzubringer A72, Schlema/Alberoda,
photos by M. Lersow
Schematische Darstellung der Entwicklung eines Erdrutsches,
hervorgerufen durch ungleichmäßige Infiltration
Ursachen von Erdrutschen
Geologische Ursachen
Morphologische Ursachen
Einfluss des Menschen
Weiches oder sensitives Material
Tektonische oder vulkanische Hebung
Aushöhlung der Böschung oder des -fußes
Verwittertes Material
Glaziale Volumenzunahme
Belastung der Böschung oder des Plateaus
Überschobenes, geklüftetes, oder spaltendurchsetztes Material
Normale, Wellen-, oder glaziale Erosion des Böschungsfußes oder der Böschungsränder
Absenken des Reservoirs
Nachteilig orientierte Diskontinuitäten (Schichtung, planparallele Schichtung, Störung, Unkonformität, Kontaktzone und so weiter)
Untertägige Erosion (Lösungsvorgänge, Grundbruch)
Abholzung
Sprunghafte Änderungen in der Permeabilität und/oder in der Steifigkeit der Materialien
Aufschüttungsbelastung der Böschung oder des Plateaus
Bewässerung
Vegetationsrückgang (durch Feuer, Dürre)
Bergbau
Auftauen
Eingetragene Erschütterung
Frost-Tau-Wechsel
Wasserleckagen aus Anlagen
Schrumpfungs-und Ausdehnungs-Wechsel
Der Einfluss von Wasser, seismischer Aktivität und vulkanischer Aktivität sind die Hauptursachen für die Auslösung von Erdrutschen. Dadurch werden weltweit die größten Zerstörungen hervorgerufen. Sie müssen in jedem Sicherheitsnachweis für die Stabilität von Haldenböschungen berücksichtigt werden.
Abbruchkante
Rutschung der Abdeckung
Beginn eines weiteren Erdrutsches
Teil des Wasserfassungssystems
Berme
Prüfung der Stabilität von Böschungen
Gerade bei ausgedehnten, multifunktionalen Böschungssystemen  von Rückstandshalden muss die vorgesehene Sanierungstechnologie umfänglichen Standsicherheitsnachweisen unterworfen werden, bevor sie zur Anwendung gebracht wird. Dies liegt einerseits an den erheblichen Kosten, die bei einer endgültigen Verwahrung entstehen, die sich im Versagensfall (dieser tritt  erst mit erheblicher Zeitverzögerung, nach Fertigstellung der Sanierung ein) zudem noch vervielfachen werden, andererseits an der Aufgabenstellung, die verlangt, dass die dem physikalischen Bewertungsmodell zugrunde liegenden Materialparameter, aufgrund der Inhomogenität und der Anisotropie von Böschungskörpern, stochastisch ermittelt werden sollten und womit das wahrscheinliche Verhalten des Haldenkörpers dann adäquat abgebildet werden kann. So hat sich die Einsicht durchgesetzt, dass Sicherheitsnachweise auf der Grundlage deterministischer Methoden mit erheblichen Unsicherheiten verbunden sind und diese zumindet durch stochastische Betrachtungen ergänzt werden sollten, will man nicht durch deterministisch ermittelte Sicherheitsfaktoren einem falschen Sicherheitsgefühl unterliegen. Dies wird umso notwendiger, wenn die Erkenntnis Raum greift, dass der Sicherheitsnachweis im erheblichen Maße vom Betrachtungszeitpunkt abhängt. Es ist allgemein gängige Praxis, zwischen einem Einbaustandsicherheitsnachweis und einem Langzeitstandssicherheitsnachweis zu unterscheiden. Bei multifunktionalen Böschungssystemen (Erhöhung der Standsicherheit, Schutz gegen Infiltration, Strahlenschutz, Emissionsschutz, Vegetationsschicht etc.) wird die Abdeckung in Schichten aufgebracht und zumeist mit Funktionselementen versehen, was die Gefahr einer sprunghaften Änderung der Permeabilität und/oder der Steifigkeit zwischen den einzelnen Schichten der Abdeckung und einzelnen Bereichen in sich birgt. Die Entstehung von Quellen ungleichmäßiger Infiltration, mit der Folge der Erhöhung der Gefahr eines Erdrutsches, ist dann das Ergebnis. Dies wird im allgemeinen verstärkt durch den Konsolidierungsvorgang des Haldensystems und die natürliche Erosion (Alterung) des aufgetragenen Materials. Ein Indikator dafür ist der Porenwasserdruck  in der Abdeckung und im Haldensystem und dessen Verhalten über der Zeit. Werden in Böschungssysteme Qualitätssicherungssysteme (z.B. Porenwasserdruckgebern) integriert, kann man leicht die Scherfestigkeiten ermitteln und damit orts- und zeitgetreue Standsicherheitsnachweise führen, welche Bestandteil der Überwachungssoftware werden sollten. Belastbare internationale Erfahrungen dazu liegen sowohl hinsichtlich der Gerätetechnik  wie auch der dazugehörigen Software vor.  Zum Nachweis von Anomalien sollten geophysikalische Feldtests in die Standardüberwachungsprogramme Eingang finden.
Spitzenduckgebirge (pc) eines Deponiekörpers zum Zeitpunkt t in der Tiefe h
Graph einer Kombinationsdrucksondierung im Haldenkörper
Abdecksystem für Halden am Standort Schlema/Alberoda der Wismut GmbH mit den
funktionsbestimmenden Kennwerten für Einbau- und Langzeitzustand
nach Dipl.-Berging. Reinhold Marski, Hamburger Bodenkundliche Arbeiten, Band 56, 2005
Sicherheitsdefinition für kreis-zylindrische Gleitflächen
Lamellenverfahren nach Bishop, siehe auch DIN 1054, neu 2005
Nach oben.
M
Gleitfläche
Lamelle i
r
a »23°
Berme 2
Berme 3
Modell-Beispiel einer Rutschung der Haldenabdeckung
Gleitvolumen
Mit diesen Parametern ermitteltete Sicherheit, nach Bishop,
des Einbauzustandes in diesem Bereich:
Mit diesen Parametern ermitteltete Sicherheit, nach Bishop,
zum Zeitpunkt der Auslösung der Rutschung in diesem Bereich:
Nur mit dem fast totalen Verlust der Scherfestigkeit in der Gleitfläche und/oder erheblichen äußeren Momenten, bezogen auf den Gleitkreismittelpunkt, lässt sich das partielle Versagen der Stabilität dieser multifunktionalen Abdeckung belegen. Äußere Momente können bei diesem Beispiel aber kaum zur Wirkung kommen, so dass mit hoher Wahrscheinlichkeit das Volumen auf Böschungswasser in der Gleitfläche in einen stabilen Zustand hinab „geschwommen“ ist.
J