Deterministische berekeningsmethode voor kistdam en diepwand met PLAXIS - Ontwerpprocedure stap voor stap

Deterministische berekeningsmethode voor kistdam en diepwand met PLAXIS

Onder de deterministische methode wordt in dit verband verstaan de probabilistische niveau I aanpak van de constructie-analyse met behulp van de eindige-elementenme- thode met het computerprogramma PLAXIS, waarbij een veiligheidsfactor wordt bepaald voor een kistdam- of een diepwandconstructie.

Veelal wordt de berekening voor het belastinggeval MHW uitgevoerd uitgaande van ongedraineerd grondgedrag. Zoals in paragraaf 3.5 is aangegeven, kan ook een berekening met gedeeltelijke aanpassing overwogen worden.

Met dit type berekeningen wordt niet elk mechanisme afzonderlijk berekend, maar het programma bepaalt welk mechanisme maatgevend is en derhalve het meest waarschijnlijk als eerste op zal treden. De constructie wordt vervolgens gedimensioneerd op de krachtsverdeling die heerst na een j’/c’-reductie overeenkomende met een stabili- teitsfactor die voldoende is om het gewenste betrouwbaarheidsniveau te halen.

Algemeen

Na vaststellen van de afmetingen van de kistdam- of diepwandconstructie op klassieke wijze dient voor enkele kritieke dwarsprofielen een deterministische eindige-elementen- berekening te worden uitgevoerd.

1. Stel trajecten vast die overeenkomen voor wat betreft de benodigde inheidiepte en dimensionering van de damwanden en ankers, respectievelijk diepwand.
2. Kies enkele kritieke trajecten uit, waarvoor nadere analyse benodigd is.
3. Kies per kritiek traject een representatief dwarsprofiel waarvoor een determinis- tische eindige-elementenberekening met PLAXIS uitgevoerd moet worden.
4. Bepaal de veiligheidsfactor voor de uiterste grenstoestand door toepassing van j’/c’- reductie, waarbij ongedraineerd grondgedrag wordt verondersteld.
5. Pas aan de hand van de eindige-elementenberekening de inheidiepte van de damwanden zodanig aan, dat voldaan wordt aan de stabiliteitseis voor de uiterste grenstoestand. Pas zonodig ook de dimensionering van damwanden en ankers aan.
6. Toets de vervorming in de bruikbaarheidsgrenstoestand aan de eis.

Hierbij worden dezelfde uitgangspunten gehanteerd voor geometrie, rekenwaarden voor eigenschappen en constructie-elementen als bij de klassieke methode.

Berekeningsgang kistdamconstructie

Na vaststellen van de afmetingen van de kistdamconstructie op klassieke wijze dient voor enkele kritieke dwarsprofielen een deterministische eindige-elementenberekening te worden uitgevoerd. De diverse fasen in de berekening kunnen op verschillende wijzen in de berekening ingebracht worden. De volgende berekeningsgang wordt aanbevolen:

Uiterste grenstoestand

1. Gebruik rekenwaarden voor eigenschappen van grond en constructie-elementen en waterstanden en waterspanningen die representatief zijn voor de uiterste grenstoe- stand.
2. Indien in de klassieke berekeningen is gebleken dat het grondlichaam buiten de constructie in de uiterste grenstoestand onvoldoende stabiel is, dient het afgeschoven profiel als initiële situatie te worden aangebracht.
3. Modelleer interface-elementen langs de constructie.
4. Creëer een initiële spanningstoestand die representatief is voor de gemiddeld langdurig aanwezige spanningstoestand in de dijk; veronderstel hierbij gedraineerd grondgedrag.
5. Activeer de constructie-elementen; de wandwrijvingscoëfficiënt δ/φ’ is hierbij nog gelijk aan 1,0.
6. Activeer de wandwrijving langs de constructie: Als richtlijn geldt:

Voor zand: δ= 2/3.φ’

Voor klei: δ= 1/2.φ’

Voor veen: δ= 0

Bruikbaarheidsgrenstoestand

Berekeningsgang diepwandconstructie

Na vaststellen van de afmetingen van de diepwandconstructie op klassieke wijze dient voor enkele kritieke dwarsprofielen een deterministische eindige-elementenberekening te worden uitgevoerd. De berekeningsgang wordt hierna beschreven.

• Kies in eerste instantie één waarde voor de buigstijfheid over de hele lengte van de diepwand.
• Voer berekeningen uit voor uiterste grenstoestand en bruikbaarbeidsgrenstoestand als voor de kistdamconstructie, stap 1 t/m 18.
• Laat door een betonconstructeur de dimensionering van de eventueel aangepaste afmetingen van de diepwand uitvoeren.
• Voer de eindige-elementenberekening opnieuw uit met de aangepaste dimensies.