0,3d-regel - Rekenmodellen en rekenregels

0,3d-regel

In situaties met een afdekkende laag (bijvoorbeeld klei en/of veen) op een pipinggevoelige zand- of grondlaag, waarbij na opbarsten van de afdekkende laag een kwelweg ontstaat met een verticale component ter grootte van de dikte d van de afdekkende laag, wordt voor de bepaling van de waterkerende hoogte bij toepassing van de regel van Sellmeijer het verval over de waterkering gereduceerd met een factor 0,3d. Dit is mogelijk vanwege de extra weerstand die veroorzaakt wordt door de gefluïdiseerde zandkorrels in het opbarstkanaal. Deze reductie staat ook wel bekend als de ‘0,3d-regel’.

Bij de berekening van het verval wordt rekening gehouden met deze reductie van de belasting als gevolg van de weerstand in het verticale opbarstkanaal vanaf de zandlaag tot het maaiveld of slootbodem. In laboratoriumproeven is het potentiaalverval gemeten over een kolom zand in een ronde pijp die door verticale grondwaterstroming in fluïdisatie is gebracht [Sellmeijer, 1981]. Er zijn verschillende proeven uitgevoerd, namelijk een kolom zand in een gladde pijp, in een pijp voorzien van een klei-coating en in een pijp voorzien van een zand- coating. Verder zijn verschillende pijpdiameters onderzocht. Uit de metingen blijkt dat het potentiaalverval over de gefluïdiseerde zandkolom in alle gevallen ongeveer 0,6 keer de hoogte van de zandkolom bedraagt. In een pipingsituatie waarbij het geërodeerde zand uit de zandlaag via een opbarstkanaal naar het maaiveld moet worden afgevoerd zal dit verval ook optreden. Voor het pipingmechanisme is het potentiaalverval tussen buitenwater en uittreepunt in de zandlaag (dus onder in het opbarstkanaal) maatgevend. Dit verval is gelijk aan het totale verval over de waterkering minus het verval over het opbarstkanaal. Houden we rekening met het verval over het opbarstkanaal en passen we hier een veiligheidsfactor van ongeveer 2 op toe, dan luidt de controleregel als volgt:

                                                                                                        (5.6)

waarin:

ΔH_c          kritiek verval [m]

ΔH            verval over de grondconstructie [m]

d                dikte van de afdekkende laag [m]

γ                veiligheidsfactor [-]

Om precies te zijn is d de lengte van het opbarstkanaal (= de verticale afstand tussen de bovenkant van de zandlaag en het maaiveld of de slootbodem).

In [Koelewijn, 2009] zijn herkomst en onderbouwing van de zogenaamde ‘0,3d-regel’ nader onderzocht. De waarde 0,3d is gebaseerd op diverse proeven beschreven in [Sellmeijer, 1981] en in [Yap, 1981].