Demanega

Der Geologe Ernst Hermann Ackermann (* 1906 Berlin + 2003 Göttingen) studierte in Leipzig und Göttingen und war nach seiner Promotion 1930 in Ostafrika und Südafrika und ab 1933 wieder in Leipzig als Universitätsassistent tätig. Ab 1940 war Ackermann Chefgeologe der „Organisation Todt“ in Norwegen und infolgedessen in der Wehrgeologie tätig.

Im Wesentlichen ging es Ernst Ackermann in Norwegen um Studien zum Bau von Flugplätzen, um die Gewinnung von Kies für die Betonherstellung, um Schneeschmelzvorgänge sowie um die Aufnahme der Infrastruktur. Dazu liegt ein Fotoarchiv Ackermanns vor.

Ab 1947 war Ackermann Dozent und ab 1953 Professor in Göttingen. Von 1948 bis 1957 war er in der „Deutschen Afrika-Gesellschaft“ tätig und an der geologischen Erforschung und Kartierung Afrikas beteiligt.

Im Jahr 1948 verfasste Ackermann den Beitrag „Quickerden und Fließbewegungen bei Erdrutschen“ für die Deutsche Geologische Gesellschaft. Ackermann hatte in Norwegen Grundbrüche im Rahmen des Eisenbahnbaus bei Trondheim untersucht. Bedingt durch Erschütterungen vollzog sich eine Verflüssigung einer dünnen Quickerdeschicht.

Quickton (quick clay) entsteht meistens in jungen, marinen Ablagerungen, die durch tektonische Hebungen landfest geworden sind. Dies vollzog sich etwa durch Abschmelzen von Eis nach der Eiszeit. Das enthaltende Kochsalz wurde durch Regenwasser oder Grundwasser ausgewaschen, sodass die Stabilität zwischen den Tonteilchen beeinträchtigt ist. Die nicht-konsolidierten Tone werden durch Erschütterungen verflüssigt (thixotropes Verhalten). Nach der Verflüssigung stellt sich wieder eine stabile Lagerung ein. Vorkommen von Quicktonen sind in Alaska, Kanada und Skandinavien (subpolare Gebiete).

Hintergrund ist des flüssigen Zustandes ist die Thixotropie. Thixotropie ist eine Eigenschaft bestimmter Materialien auf molekularer Ebene, bei der ihre Viskosität (Zähigkeit) abnimmt, wenn sie mechanisch beansprucht werden, wie durch Rühren, Schütteln oder Vibration, und nach einer Ruhezeit wieder zunimmt.

Quicksand (quick sand) oder Fließsand ist enggestufter (folglich lockerer), wassergesättigter Feinsand, der selbst dann zu fließen beginnt, wenn das Gefälle der Sickerströmung unterhalb des kritischen Wertes liegt. Jeder Sand und jeder Kies beginnt ab Erreichen des kritischen hydraulischen Gefälles zu fließen. Es liegt bei Fließsand folglich eine charakteristische Instabilität der Struktur vor, bereits vor Erreichen des kritischen Gefälles. Im Rahmen der „plötzlichen Verflüssigung“ verliert der Sand die Scherfestigkeit plötzlich und es bildet sich eine Suspension. Anschließend ist die Struktur möglicherweise dichter.

Böden mit einer sehr gleichkörnigen Struktur, etwa Sande in Bachdeltas oder Lössböden sowie Lehmböden, die einen hohen Porenanteil und eine geringe Korn-zu-Korn-Reibung haben, tendieren bei Erhöhung des Porenwasserdrucks zur Verflüssigung (Liquefaktion). Die plötzliche Verminderung des Porenanteils führt zu einer Erhöhung des Porenwasserdrucks, sodass die Reibungsfestigkeit vermindert wird und der Boden „schwimmt“. Der Boden verhält sich nicht mehr wie ein Feststoff, sondern wie eine Flüssigkeit. Das Wasser wird nach oben gedrückt. Die Liquefaktion betrifft kohäsionslose oder kohäsionsarme Böden und wirkt sich insbesondere auch bei Erschütterungen und Erdbeben drastisch aus.

„Quickerde“ ist ein Sammelbegriff für Böden mit einem Verflüssigungsverhalten. Quickerden sind Böden mit einer Konsistenz zwischen plastisch und flüssig. Die Konsistenz ist nach Ackermann an vor und nach der dynamischen Beanspruchung „quasifest“. Wird eine mechanische Beanspruchung angesetzt, geht die Konsistenz reflexartig in flüssig über.

Schlammlawinen: Hintergrund und Problematik

Literatur:

[1] Wolfgang Dachroth: „Handbuch der Baugeologie und Geotechnik“, Springer Verlag, Berlin 2017

[2] Christian Veder: „Rutschungen und ihre Sanierung“, Springer Verlag, Wien New York 1979

[3] Karl von Terzaghi: „Bodenmechanik in der Baupraxis“, Springer Verlag, Berlin / Göttingen / Heidelberg 1951

[4] Hermann Häusler: „Von der Wehrgeologie in Norwegen 1940-45 zum „Salzburger Kreis“ der Geomechanik“, Berichte der Geologischen Bundesanstalt Band 113, Wien