Toplaaginstabiliteit door golfklap - Faalmechanismen steenzetting

Steenzettingen onder golfaanval worden door opwaartse druk belast op het moment van maximale golfterugloop (zie §14.3.1), maar ook op het moment van de golfklap.

De situatie bij maximale golfterugloop is het belangrijkste bezwijkmechanisme bij rechthoekige betonblokken met smalle spleten, maar uit modelproeven is geconcludeerd dat de situatie op het moment van de golfklap maatgevend is voor de moderne steenzettingen met grote toplaagdoorlatendheid. Concreet komt dit voor bij open bekledingen van zuilen en bij bekledingen van rechthoekige blokken waar afstandhouders tussen zijn aangebracht. Het mechanisme is weergegeven in Figuur 14-4.

Op het moment van de golfklap is de waterdruk onder de toplaag aan het afnemen, maar nog wel aanwezig. De golfklap veroorzaakt een lokale drukpiek aan de bovenkant van de toplaag, die vervolgens doordringt tot onder de toplaagelementen. Bij een doorlatende toplaag en een weinig doorlatende granulaire laag kan de golfklap zorgen voor een piekwaarde van de opwaartse kracht die hoger ligt dan de waarde op het moment van maximale golfterugtrekking. Net als op het moment van maximale golfterugtrekking zijn ook bij de golfklap een aantal bijkomende invloeden van belang: de onderlinge wrijving van de toplaagelementen, de verhinderde toestroming van water onder het omhoog komende toplaagelement, de massatraagheid van het toplaagelement en de invloed van overgangsconstructies. Vanwege de korte duur van de belastingsituatie hebben vooral een beperkte toestroming en een grote massatraagheid een gunstige invloed op de stabiliteit.

Figuur 14-4: Mechanisme toplaaginstabiliteit door golfklap

De stabiliteit van de toplaag wordt bepaald door de parameters die de opwaartse waterdruk en de neerwaartse krachten (gewicht en wrijving en/of klemming) bepalen. Voor de opwaartse waterdruk en voor de neerwaartse krachten gelden dezelfde parameters als in §14.3.1.

N.B.

Hierna wordt dit bezwijkmechanisme aangeduid als toplaaginstabiliteit door golfklap. Als in de tekst sprake is van toplaaginstabiliteit (zonder nadere specificering), dan betreft het beide mechanismen (§14.3.1 en §14.3.2). Ook de rekenregels voor toplaaginstabiliteit betreffen beide mechanismen.