Uitkomst
In dit project (onderzoek) is een aanpassing van de CPT “soil behaviour type”classificatie ontwikkeld waarmee van organische klei en veen beter worden geclassificeerd ontwikkeld, alsmede correlaties voor de geotechnische parameters. Verder is er een nieuw model ontwikkeld gebaseerd op “Critical State Soil Mechanics”, waarmee de ongedraineerde schijfsterkte wordt bepaald op basis van effectieve parameters. Tenslotte is een postdictie analyses uitgevoerd van de Eemdijk damwandproef, bestaande uit 3 proeven: (1) Een grond dijk, (2) een dijk met damwand en (3) een trekproef op damwandpanelen. De evaluatie van de metingen geeft waardevol inzicht in het gedrag van damwanden in dijken tot aan en voorbij bezwijken.
Eemdijk damwandproef in fase voorafgaand aan bezwijken. Foto van Arny Lengkeek https://www.instagram.com/eemdijk_damwandproef/
Onderzoeksuitdaging
Als geotechnisch adviseur met meer dan 20 jaar ervaring op het gebied van waterbouwkundige en geotechnische projecten in Nederland en internationaal is mijn motivatie om de theorie goed te laten aansluiten bij de ontwerppraktijk voor dijken. Dit project bouwt verder op bestaande kennis op het gebied van dijken en damwanden, aangevuld met kennis op het gebied van parameterbepaling voor constitutieve modellen. Deze modellen worden gebruikt in analyses met eindige-elementen methode waarin de interactie tussen dijk en damwand kan worden meegenomen. De Eemdijk damwandproef was een uniek experiment waarin de modellen konden worden gevalideerd voor een gronddijk en damwandversterkte dijk.
Doel van het onderzoek
Dit onderzoek beantwoordt de volgende onderzoeksvraag: Wat is het gedrag van een dijk met damwandversterking onder hoogwater condities en hoe kan dit worden gemodelleerd? De subvragen zijn onderverdeeld in twee categorieën. De eerste categorie omvat de kennisvragen op het gebied van organische grond en parameterbepaling. De tweede categorie omvat de kennisvragen die volgen uit de Eemdijkdamwandproef.
Innovatieve componenten
In Nederland en meer algemeen in delta gebieden zijn veel organische grondsoorten aanwezig. Er is een aanpassing op bestaande CPT classificatie ontwikkeld om veen en organische klei beter classificeren. Daarnaast zijn er nieuwe correlaties afgeleid, waaronder die voor het volumegewicht. Tevens is er een nieuw theoretisch model ontwikkeld (CSR-model) waarmee de ongedraineerde schuifsterkte wordt bepaald op basis van effectieve parameters. Het CSR-model kan ook worden geïmplementeerd in “limit equilibrium method” (LEM) model voor stabiliteitsanalyses. Tenslotte is de Eemdijkproef opgezet en geanalyseerd, bestaande uit 2 parallelle dijken van 60m, waarvan er 1 met damwand is versterkt, en 4 trekproeven op damwandpanelen
- Damwandtrekproeven bestaande uit 4 damwandconfiguraties in lengte en breedte.
- Gronddijkstabiliteitsproef waarbij het waterpeil in de zandkern van de dijk trapsgewijs wordt verhoogd door infiltratie.
- Damwandstabiliteitstest om een realistisch belastingsscenario en bezwijkmechanisme te creëren.
Componenten uit het onderzoek naar nieuwe methoden voor parameterbepaling en de Eemdijkdamwandproef. Bron: Illustratie en na test foto door POV macrostabiliteit. Foto van tijdens de testis gemaakt door Arny Lengkeek.
Relevant voor wie en waar?
Ontwerpers van dijken die versterkt zijn met damwanden met behulp van eindige elemetenmethode. Ontwerpers die CPT’s gebruiken bij parameterbepaling van organische grondsoorten voor toepassing in civiele projecten.
De componenten uit dit onderzoek zijn ontwikkeld op data uit bestaande dijkversterkingsprojecten in Nederland, alsmede de Eemdijk damwandpoef.
Progress and practical application
In dit project (onderzoek) is een aanpassing van de CPT-classificatie van organische klei en veen ontwikkeld, alsmede correlaties voor de geotechnische parameters. De correlaties zijn gebaseerd op regressiemethodieken en voorzien van standaarddeviatie en betrouwbaarheidsinterval. Het nieuwe CSR-model, gebaseerd op “Critical State Soil Mechanics” en sluit aan op de empirische “Stress History and Normalised Soil Engineering Properties” (SHANSEP) methode. Het CSR-model kan worden gefit op data uit laboratoriumproeven (CAUC en K0CRS). Het model kan worden geïmplementeerd in LEM voor stabiliteitsanalyses.
De Eemdijk damwandproef geeft inzicht in het gedrag van dijken versterkt met damwanden, onder hoogwater en opdrijfcondities. De capaciteit van de damwanden onder deze omstandigheden blijkt te voldoen aan de Eurocode en het blijkt dat er een aanzienlijk reststrekte is na bezwijken. Met de continue damwand beperkt de mogelijkheid tot het ontstaan van een ongecontroleerde bres. Voor een gedetailleerde beschrijving wordt verwezen naar de outputs.
Aanbevelingen van All-Risk:
- Geadviseerd wordt om bij organische grondsoorten de voorgestelde aanpassing voor CPT-classificatie toe te passen.
- Geadviseerd wordt het nieuwe CSR-model te gebruiken ter bepaling van de ongedraineerde schuifsterkte om de onzekerheid in parameterbepaling te beperken.
- De EEM-modellen sluiten goed aan op de Eemdijkproef metingen. Als gevolg van 3D effecten en anisotropie wordt de sterkte onderschat en de deformaties overschat. Toepassen van gereduceerde karakteristieke stijfheid wordt niet aanbevolen, aangezien dit al is verdisconteerd in de karakteristieke sterkte bij geavanceerde EEM-modellen.
Last modified: 12/01/2022
Contributing researchers
Arny Lengkeek
TU Delft Universiteit
Evenementen
14/06/2021
Reflectie: Macrostabiliteit – betere parameters, modellen of dijkversterking?
Binnenwaartse macro-instabiliteit is een belangrijk faalmechanisme dat een grote invloed heeft op de kosten en ruimtelijke impact van dijkversterkingen. Er zijn echter diverse onzekerheden bijvoorbeeld rondom de sterkteparameters en modellen. Er zijn verschillende knoppen om aan te draaien om aan de eisen te voldoen: een betere parameterbepaling, betere modellen of daadwerkelijk een dure dijkversterking. Aan welke knoppen kunnen we het best draaien voor een efficiënte omgang met de stabiliteitsopgave?
