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Quickerden und Fließbewegungen bei Erdrutschen

Ackermann, Ernst

Kurzfassung

Zusammenfassung Die Mehrzahl der gewöhnlichen Erdrutsche vollzieht sich ohne wesentliche Mitwirkung thixotroper Vorgänge. Nur unter ganz besonderen Umständen beherrscht die thixotrope Verflüssigung von Quickerden den Bewegungsvorgang, so daß sich der ,Idealfall der Erdfließung" entwickelt. Häufig sind Gleit- und Fließbewegungen gemeinsam an erdrutschartigen Massenbewegungen feuchter, feinkörniger Lockergesteine beteiligt. Beide Bewegungsformen können durch die Thixotropie beeinflußt werden. Dabei ist zu unterscheiden, ob der als Thixotropie bezeichnete, vorübergehende Zähigkeitswechsel bis zur Verflüssigung führt - wie bei Böden im quicken Konsistenzzustand -oder ob nur eine (teilweise) reversible Festigkeitsänderung eintritt - wie bei den plastischen Böden. Die Zusammensetzung der von thixotropen Bewegungen betroffenen Locker-, massen schwankt von fettem Ton zu tonarmem Sand und umfaßt auch Kalkschlammablagerungen sowie feinkörnige Böden mit Gehalt an organischer Substanz. Fließgefährliche Quicktonschichten lassen sich vor und nach der Bodenbewegung mit den üblichen bodenmechanischen Untersuchungsmethoden durch Ermittlung der Atterbergschen Kennziffern aus der Lage des Wassergehaltes oberhalb der Fließgrenze sowie mittels der negativen Konsistenzziffer feststellen. Der Nachweis der quicken Konsistenz bzw. der Thixotropie wird jedoch erst durch die Bestimmung der Erstarrungsgrenze erbracht. An Beispielen aus den norwegischen Küstengebieten wird nachgewiesen daß die in postglazialen Grobtonen unregelmäßig eingelagerten Quicktone beim Zusammentreffen ungünstiger Umstände durch plötzliche thixotrope Verflüssigung weniger zu Rutschungen als vielmehr zu Fließungen neigen. Der Charakter der Bewegung ändert sich, je nachdem der Quickerdehorizont dünn oder mehrere Meter mächtig und der verflüssigte Quickton zäh- oder dickflüssig ist. Dünne Quickerdelagen bilden gefährliche Gleithorizonte, deren Verflüssigung ohne Wasserzufuhr lediglich durch kinetische Einwirkungen ausgelöst werden. Mächtige Zonen dickflüssig werdender Quicktone können plötzlich die Oberflächen-Trockenkruste durchbrechen und als Schlammstrom auf ganz flacher Oberfläche abwärts fließen. Dabei schwimmen die Tonschollen nebst auflagernden Gesteinsblöcken und Häusern im Tonbrei mit. Die thixotropen Fließbewegungen erfolgen plötzlich, schnell und ohne Änderung des Wassergehalts. Ohne Transportmedium können diese typischen Fließungen Millionen von Kubikmetern aus scheinbar standfesten Terrassen, Uferböschungen und subaquatischen Ablagerungen mit lawinenartiger Geschwindigkeit auf größere Entfernungen umlagern. Der Ablagerungsort kann durch einen 10 bis 15 km langen Transportweg vom Herkunftsort getrennt sein. Die Auslösung der Fließbewegungen kann durch kinetische Einwirkungen (Schienenstöße, Explosionen, Erdbeben) und einseitigen Druck bzw. gerichteten Porenwasserdruck erfolgen. Zähflüssig werdende Quicktone führen zu örtlich beschränkten Verlagerungen, wobei Gleit- und Fließbewegungen gemeinsam das Formenbild bestimmen können.