Voor het initiële mechanisme grasbekleding afschuiven buitentalud (GABU) wordt gekeken of stabiliteitsverlies van de grasbekleding optreedt, als gevolg van golfwerking in combinatie met een hoge grondwaterstand in de dijk.
Voor de generieke analyse van dit mechanisme kan een stabiliteitsvergelijking worden gebruikt. In dit artikel wordt het gebruik van dit model toegelicht.

Beschrijving mechanisme

Het initieel mechanisme GABU is één van de drie beschouwde mechanismen voor grasbekleding op het buitentalud. In dit mechanisme wordt het afschuiven van de grasbekleding (inclusief kleilaag) beschouwd door stabiliteitsverlies.

Voor het optreden van GABU is een hoog freatisch vlak in het dijklichaam benodigd. Door het hoge freatische vlak bestaat de kans dat bij het neerlopen van de golf, vlak voordat een volgende golf op het talud klapt, een ongunstig buitenwaarts drukverschil optreedt. Op het punt van maximale golfneerloop is het drukverschil over de kleilaag het grootst, zie Figuur 1. Hier zal de effectieve spanning op het grensvlak tussen de kleilaag en het zand het meest afnemen of zelfs helemaal verloren gaan, wat kan leiden tot stabiliteitsverlies van de kleilaag. Als gevolg kan de kleibekleding gaan opdrukken en/of afschuiven. Voor meer achtergrond in het mechanisme GABU, zie het artikel Fenomenologische beschrijving gras buitentalud.

Model generieke analyse

Voor de generieke analyse van het initiële mechanisme GABU kan de onderstaande stabiliteitsvergelijking worden gebruikt [Klein Breteler, 2007]:

Waarin:
H_m0 Significante golfhoogte [m]
Δ_g Relatieve soortelijke massa van de klei [-]
d_klei Dikte kleilaag [m]
α Taludhelling [°]

De relatieve dichtheid van de kleilaag worden berekend met onderstaande formule.

Waarin:
ρ_g Soortelijk massa van de natte kleilaag [kg/m³]
ρ_w Soortelijk massa van zoet of zout water [kg/m³]

Hierbij wordt opgemerkt dat een analyse van afschuiving van een buitendijkse kleilaag met deze formule alleen zinvol is voor een zone waarin golfbelasting direct op een kleilaag werkt.

Toepassingsbereik

Voor de stabiliteitsvergelijking geldt het volgende toepassingsbereik:

• De bekleding ligt niet op een zandscheg.
• De taludhelling is minder steil dan 1V:2,5H.

Het toepassingsbereik voor de taludhelling is tot stand gekomen op basis van de gootproef waarop de formule is afgeleid [Klein Breteler, 2007]. Daarnaast kan een zandscheg zorgen voor een lokaal verhoogde grondwaterstand in de dijk (zie Figuur 2). Omdat de druk van deze grondwaterstand zich lastig laat voorspellen kan de stabiliteitsformule niet gebruikt worden bij zandscheggen.

Parameters

Bepalen van de sterkteparameters

Parameters gerelateerd aan de kleilaag zijn beschreven in het artikel Parameters kleilaag. De taludhelling kan worden afgeleid uit het geschematiseerde dijkprofiel, zie het artikel Schematisatie dijkprofiel grasbekleding.

Bepalen van de hydraulische belasting

De significante golfhoogte wordt bepaald door de maximale golfhoogte in het belastingverloop.

Voor het afleiden van de golfcondities voor het belastingverloop kan als ondergrens de onderzijde van de grasbekleding worden genomen. Wanneer de onderzijde van de grasbekleding laag ligt, kan de waterstand met een overschrijdingswaarde van 1/10 jaar worden gebruikt. Als bovengrens kan de waterstand met een overschrijdingskans gelijk aan de beschouwde terugkeertijd worden genomen.

Let op:
De maatgevende golfcondities moeten worden afgeleid voor GABU (met de correctie coëfficiënten). Binnen Riskeer is echter momenteel geen module aanwezig om golfcondities voor GABU af te leiden. Hierom wordt aanbevolen om de golfcondities met de module ‘Golfklappen op asfaltbekleding’ af te leiden. Op deze manier wordt bij de bepaling van de golfcondities ‘meegewogen’ dat voor GABU de significante golfhoogte meer van belang is dan andere golfparameters. Binnen het model Hydra-NL kan de module ‘Afschuiven bekleding (ondergrond klei)’ worden gebruikt.