Faalmechanismen en de hydraulische belastingen - Faalmechanismen en de hydraulische belastingen

FAALMECHANISMEN EN DE HYDRAULISCHE BELASTINGEN

Een waterkering kan bezwijken als gevolg van verschillende faalmechanismen. In het Technisch Rapport Waterkerende Grondconstructies (TRWG) zijn deze faalmechanismen beschreven (TAW, 2001). Figuur 6.1 toont de belangrijkste faalmechanismen ontleend aan het Voorschrift Toetsen op Veiligheid, (V&W, VTV 2004).

Figuur 6.1 Faalmechanismen van dijken

In Tabel 6.1 wordt de relatie gelegd tussen ieder faalmechanisme en de hiervoor relevante belastingen. De indeling en benoeming van de faalmechanismen is gelijk aan de indeling in hoofdstuk 5 van het Technisch Rapport Waterkerende Grondconstructies (TAW, 2001). Per faalmechanisme worden de relevante belastingen opgesomd. In enkele gevallen zijn com- binaties van belastingen relevant. In hoofdstuk 7 worden de hydraulische belastingen zoals genoemd in Tabel 6.1 in meer detail beschreven en wordt aangegeven hoe de belastingen dienen te worden bepaald. Voor de overige belastingen wordt verwezen naar hoofdstuk 8. In Tabel 6.1 staan verder de belasting- en sterktecomponenten die bij het faalmechanisme een rol spelen. Verder wordt in de tabel per faalmechanisme verwezen naar relevante tech- nische rapporten. In hoofdstuk 1, Tabel 1.1 staan de afkortingen van de rapporten toege- licht, waarnaar in de tabel wordt verwezen.

In en nabij grondconstructies komen allerhande objecten voor die geen bijdrage leveren aan de waterkerende functie, maar wel een invloed daarop kunnen uitoefenen. Te denken valt aan bebouwing, begroeiing, kabels, leidingen, wegen en dergelijke; deze worden niet- waterkerende objecten genoemd. Ze hebben invloed op alle genoemde faalmechanismen en worden daarom niet als apart faalmechanisme in de tabel benoemd.

Toelichting

In Tabel 6.1 zijn de belastingen gegeven per faalmechanisme. Hieronder volgt voor enkele faalmechanismen een nadere toelichting van de indeling van de tabel en de belastingen; voor een uitwerking per belasting wordt verwezen naar hoofdstuk 7 en 8.

Voor de extreem hoge buitenwaterstand dient de ontwerpwaterstand genomen te worden. Deze bestaat uit de Maatgevend Hoogwaterstand (MHW) en een robuustheidstoeslag (zie hiervoor paragraaf 1.6 en 5.3).

Ad 1 Overloop en golfoverslag

Overloop en golfoverslag zijn aparte faalmechanismen met als belangrijkste verschil de voor golfoverslag benodigde golfkarakteristieken en toelaatbaar golfoverslagdebiet.

Voor beide mechanismen wordt onderscheid gemaakt in twee fenomenen namelijk infiltratie en afschuiven, en erosie van het binnentalud. Voor beide fenomenen zijn dezelfde hydrauli- sche belastingen benodigd.

Ad 2 Macroinstabiliteit

Er worden twee situaties onderscheiden: één voor de eindsituatie (een gereed zijnde water- kering), en één voor de uitvoeringssituatie.

Ad 2a Macroinstabiliteit binnenwaarts

Binnen dit faalmechanisme wordt onderscheid gemaakt in de situatie zonder opdrijven en met opdrijven. In de situatie met opdrijven is een extra sterktecomponent van belang name- lijk het eigen gewicht van slappe lagen.

Ad 2b Macroinstabiliteit buitenwaarts

In de Tabel 6.1 worden drie belastingsituaties onderscheiden:

1. Buitenwaterstand na snelle val + verhoogde freatische lijn bij MHW;
2. Buitenwaterstand GLW + verhoogde freatische lijn a.g.v. extreme neerslag.

De GLW is de gemiddelde laagwaterstand;

3. Buitenwaterstand LW1/10 jaar + normale freatische lijn in de dijk. De LW1/10 jaar is de laagwaterstand die eens per 10 jaar wordt onderschreden;

In hoofdstuk 7 worden deze worden nader ingevuld voor de bovenrivieren, de beneden- rivieren en de IJsel- en Vechtdelta.

Tabel 6.1 Relatie faalmechanismen en belastingen

De basis voor de drie onderscheiden belastingsituaties is ontwikkeld voor het benedenrivie- rengebied. Voor de bovenrivieren en IJssel- en Vechtdelta is hier in hoofdstuk 7 een invul- ling gegeven die betrekking heeft op de te hanteren buitenwaterstanden.

Alleen bij schaardijken staat bij een lage of gemiddelde afvoer het rivierwater direct tegen de dijk. In alle andere gevallen dient de bijbehorende waterstand te worden vertaald naar een bijbehorende grondwaterstand.

Ad 5 Instabiliteit vooroever

Het onderdeel afschuiving van de vooroever is vergelijkbaar met macroinstabiliteit buiten- waarts. Vandaar dat voor de hydraulische belastingen in de tabel hiernaar wordt verwezen. De hoogteligging van de vooroever is bepalend voor de waterstand die voor het faal- mechanisme relevant is. Bij een laag liggende vooroever is een hoge buitenwaterstand niet van belang en dient een lage waterstand gekozen te worden.

Ad 6 Instabiliteit van bekleding

Voor de instabiliteit van bekledingen zijn combinaties van waterstanden en golfkarakteristieken van belang.