Herbst, M., Kerpen, N. B., Schoonees, T., & Schlurmann, T. (2025). Full-scale experimental study on wave impacts at stepped revetments. Coastal Engineering, 198(104705), 104705. doi:10.1016/j.coastaleng.2025.104705
Eine Studie der Leibniz Universität Hannover untersucht die welleninduzierte Druckschläge auf Küstenbauwerke, insbesondere getreppte Deckwerke. Die Ergebnisse wurden aus noch unveröffentlichen Daten im Forschungsprojekt waveSTEPS (Förderung: BMBF, KIS03KIS118/119) hergeleitet. Die Forschungsergebnisse ermölgichen Ingenieuren und Küstenplanern wertvolle Einblicke und praktische Richtlinien für die effektive Gestaltung von Küstenschutzmaßnahmen.
Getreppte Deckwerke sind dafür bekannt, dass sie den Wellenauflauf besser begrenzen als glatte Böschungen. Bisher fehlten jedoch umfassende Literatur und klare Designrichtlinien zur Bestimmung der zu erwartenden Druckschlagbelastungen auf diese Deckwerke. Maximilian Herbst hat gemeinsam mit dem Team am LuFI und den Kollegen am Großen Wellen-Strömungskanal (GWK+) bedeutende Fortschritte erzielt, um diese Wissenslücke nun zu schließen.
Die Experimente, die zum ersten Mal die welleninduzierten Druckeinwirkungen an getreppten Deckwerken in realer Größe charakterisieren, wurden mit einer Neigung von 1:3 und Stufenhöhen von 0,17 m bis 0,50 m durchgeführt. Diese Untersuchungen deckten ein breites Spektrum von Welleneinbruchszenarien ab.
Ein zentrales Ergebnis der Studie ist, dass die Wellenaufprallcharakteristik bei getreppten Deckwerken stärker denjenigen an senkrechten Wänden als an schrägen Strukturen ähnelt. Bemerkenswert ist, dass frühere Pilotstudien im kleineren Maßstab die Druckeinwirkungen erheblich überschätzten – um den Faktor 5,0 für Drucke und 2,4 für Kräfte. Diese Ergebnisse haben weitreichende Auswirkungen. Horizontale Druckeinwirkungen erwiesen sich als dominant und sind entscheidend für das Design.
Die Forschungsteams haben praktische Designformeln für horizontale und vertikale Drücke sowie für die zeitliche Verteilung dieser Kräfte entwickelt. Zusätzlich wird in der Studie der Skalenunterschied betrachtet, indem großmaßstäbliche Auswirkungen mit kleineren Maßstabsvorhersagen verglichen werden, was eine umfassende Perspektive für zukünftige Forschungs- und Anwendungsgebiete bietet.
