Infiltratie en afschuiven
Bij infiltratie door overslag of neerslag treedt water via de kruin en binnentalud in de dijk. Tijdens dit infiltratieproces neemt de volumieke massa toe van ~droog tot ~nat . De waterspanningen in de infiltratiezone zijn nauwelijks van enige betekenis zolang het geïnfiltreerde water verder de dijk instroomt. De mate van infiltratie is afhankelijk van de hoeveelheid overstromend water (het overslagdebiet), de gesommeerde tijdsduur van overslag en de doorlatendheid van de afdekkende kleilaag. De factor tijd is dus erg belangrijk.
Bij een verzadigde infiltratiezone neemt de waterspanning toe en nemen de aanwezige korrelspanningen af en daarmee de te mobiliseren schuifspanning. De aandrijvende kracht daarentegen neemt toe doordat de grond verzadigd is met water. Dit heeft een negatief effect op de stabiliteit van het binnentalud. Instabiliteit van het binnentalud uit zich door de aldaar optredende vervormingen. Het talud verplaatst zich in eerste instantie richting de teen van de dijk en bolt op. Nabij de kruinlijn ontstaat een trekzone waar een scheur parallel aan de kruin kan ontstaan. Wanneer deze situatie zich voordoet, wordt de dijk als bezweken beschouwd. Prototypeproeven hebben aangetoond, dat het ontstaan van een scheur en het opbollen of uitbuiken van de onderzijde van het binnentalud nagenoeg gelijktijdig optreden. Op het moment dat een scheur is ontstaan, verdwijnt een groot deel van het overgeslagen water in de scheur en zorgt ervoor dat de dijk zeer snel verzadigd raakt en afschuiven van het binnentalud inleidt. Het betreft meestal een oppervlakkige afschuiving waarbij de grasmat in zijn geheel van de dijk schuift en de dijkkern blootstelt aan erosie door het overslaande water. In korte tijd ontstaat nu een bres in de dijk.
In 1953 zijn deze parallelscheuren in Zuidwest Nederland waargenomen. In sommige gevallen waren door de beheerders zeildoeken over de scheuren neergelegd. Dit heeft veelal het bezwijken van de dijken vertraagd.
Het bezwijkmechanisme door infiltratie wordt sterk bepaald door de configuratie (hellingshoek) en de opbouw van een dijk. Bij toepassing van taluds, die flauwer zijn dan 1V:3H, blijkt uit ervaring dat er nauwelijks gevaar is op instabiliteit ten gevolge van infiltratie door golfoverslag. In principe kunnen voor het beschrijven van het infiltreren twee karakteristieke situaties worden onderscheiden:
- Grondlichaam bestaat uit een kleikern, afgedekt met een laag doorgroeide klei;
- Grondlichaam heeft een zandige kern, afgedekt met een kleilaag.
In de praktijk kunnen zeker situaties voorkomen waar heterogeniteit een belangrijke rol kan spelen. Plaatselijk kunnen zich dan andersoortige mechanismen voordoen. In dit verband kan worden geconstateerd dat gaten van graverij door konijnen en mollen een risico vormen en het proces van andere mechanismen versterken.
Kleikern
De klei aan het oppervlak is veel doorlatender dan de klei in de kern. Scheurtjes en wortelkanalen creëren een voor klei vrij hoge doorlatendheid van de orde van 10-5 tot 10-4 m/s. Bij overslag infiltreert water juist het sterkst in de toplaag, waardoor de waterspanning oploopt. De korrelspanning neemt hierdoor uiteindelijk zoveel af, dat een glijvlak kan ontstaan op de grens van de toplaag en kern op een diepte van orde 1 m onder het maaiveld. Bij een steil talud schuift de toplaag af.
Zandige kern
Ook bij grondconstructies met een zandige kern kan infiltratie de oorzaak van het bezwijken door overslag zijn. De doorlatendheid van de toplaag is sterk anisotroop. Door scheurtjes en begroeiing is de doorlatendheid van de toplaag vaak maar weinig minder dan die van de kern. In de richting loodrecht op het talud is de doorlatendheidswaarde veel groter dan die in de richting langs het talud. Door deze anisotropie stroomt er relatief weinig water door de toplaag evenwijdig aan het talud, het meeste zakt de zandige kern in.
Als de kern niet is gedraineerd of als de toplaag minder doorlatend is dan de kern, bijvoorbeeld bij een toplaag van klei op een kern van zand, dan kan door infiltrerend water bij de teen onder de bekleding een hogere freatische lijn ontstaan, die een opwaartse druk over de toplaag veroorzaakt. Bij het beoordelen van afschuiven van het binnentalud onder invloed van overslag moet in dat geval rekening worden gehouden met deze extra kracht op de binnenbekleding. Aanbevolen wordt in die gevallen een grondwaterstromingsberekening te maken om de freatische lijn in de dijk te kunnen bepalen. De duur van het infiltreren is hierbij van belang voor de totale hoeveelheid water die via het binnentalud kan infiltreren. Als de hoogte van de freatische lijn eenmaal is bepaald moet ook worden gecontroleerd of er geen combinatie van twee bezwijkmechanismen kan ontstaan: eerst ontstaat in het onderste deel van het binnentalud micro-instabiliteit, waarna vervolgens afschuiven van het bovenste deel van de bekleding op het binnentalud plaatsvindt. Als dit fenomeen van een gecombineerd bezwijkmechanisme een bedreiging kan vormen, kunnen dezelfde maatregelen worden getroffen die nu onder microstabiliteit staan genoemd.
