Fenomenologische procesbeschrijving - Voorland

Indien een vooroever is opgebouwd uit slappe klei- en veenlagen of verwekinggevoelig zand, dient rekening te worden gehouden met een kans op grootschalige afschuivingen en zettingsvloeiingen van de vooroever met mogelijke invloed op de veiligheid van de waterkering. Deze paragraaf richt zich op afschuiving, de volgende paragraaf behandelt zettingsvloeiingen. In beide paragrafen is voor de voorbeelden telkens uitgegaan van de aanname dat de waterkering een dijk betreft. Maar uiteraard kan een afschuiving of zettingsvloeiing van het voorland ook ten koste gaan van de veiligheid van een achter dit voorland gelegen kunstwerk.

Afschuiving is een mechanisme dat optreedt indien de kritieke schuifspanning in een bepaald vlak (al dan niet recht) in de grond wordt overschreden. Afschuivingen kunnen optreden bij een vooroever die is opgebouwd uit samenhangende grond zoals klei en veen, maar ook bij al dan niet zettingsvloeiing-gevoelig zand en zelfs bij bestorte oevers.

Afschuiving van het voorland is in essentie hetzelfde mechanisme als macro-instabiliteit van het buitentalud van de dijk. De oorzaak van macro-instabiliteit is een verlies van evenwicht. Dit evenwicht kan verloren gaan door een toename van het aandrijvend moment, bijvoorbeeld verkeer over de waterkering, door een afname van het tegenwerkend moment, bijvoorbeeld door erosie van de geul of geulwand, door sedimentatie op het voorland, of door een afname van de schuifsterkte van de ondergrond als gevolg van toenemende waterspanningen [3].

De mechanismen buitenwaartse macro-stabiliteit / afschuiving voorland lijken in veel opzichten op het mechanisme binnenwaartse macro-stabiliteit. De mechanismebeschrijving komt dus sterk overeen met wat in hoofdstuk 2 (Macrostabiliteit) is behandeld. De deelprocessen initiatie, scheurvorming en afschuiving zijn ook hier van toepassing en kunnen ook onder water optreden. Bij de situatie met een tussenplateau (Figuur 11.1) is een cascade van afschuivingen een goed denkbaar scenario: een afschuiving in het diepe gedeelte, gevolgd door een afschuiving in het ondiepe gedeelte (mogelijk gevolgd door verlies van buitenwaartse stabiliteit van de waterkering zelf).

Een belangrijk verschil met binnenwaartse stabiliteit is dat voor buitenwaartse stabiliteit de kritieke situatie in het algemeen pas ontstaat na de hoogwatergolf, als de trigger tot het mechanisme überhaupt hoogwater gerelateerd is. Tijdens een hoogwatergolf zal de freatische lijn in het voorland stijgen door infiltratie via het maaiveld en via de ondergrond vanuit het watervoerend pakket. Een andere mogelijkheid is dat de freatische lijn stijgt door hevige regenval. Door de hogere waterspanning kan de ondergrond een geringere schuifsterkte mobiliseren. Meestal is de buitenwaartse macrostabiliteit tijdens een hoogwatergolf niet direct in gevaar, maar dit kan wel het geval zijn na een snelle val van de buitenwaterstand, dat wil zeggen dat de buitenwaterstand dusdanig snel daalt dat de freatische lijn niet voldoende tijd heeft om te volgen. Het aandrijvend moment is relatief hoog door het hoge gewicht van de verzadigde grond terwijl door de hoge waterspanning onvoldoende schuifsterkte kan worden gemobiliseerd.