In 1999 is de methode LiftVan ontwikkeld voor het beoordelen van het mechanisme afschuiven langs diep glijvlak van dijktaluds bij opdrijven. Het model sluit goed aan bij de modellering die volgens de Bishop-methode voor stabiliteit wordt gehanteerd [Van, 2001]. De methode is in de software D-Stability geïmplementeerd onder de naam Uplift-Van.

Evenals bij het Bishop-model wordt de stabiliteitsfactor bepaald door te berekenen door welke stabiliteitsfactor F Stabiliteitsfactor, de verhouding tussen sterkte en belasting [-] de schuifsterkte τ Schuifsterkte [kN/m²] langs het glijvlak kan worden gedeeld, zodat er precies evenwicht is. In overeenstemming met de methode Bishop wordt voor het cirkelvormige aandrijvende (linker cirkeldeel in figuur 1) en passieve deel van het glijvlak (rechter cirkeldeel in figuur 1) het momentenevenwicht beschouwd. Voor het rechte deel van het glijvlak, de zogenaamde drukstaaf met lengte L Lengte [m], wordt horizontaal evenwicht vereist. Aan de actieve zijde van de drukstaaf zal een resulterende interlamelkracht I_aResulterende horizontale interlamelkracht uit de actieveglijcirkel bij een LiftVan-analyse [N/m] ontstaan die uit het momentenevenwicht van dit actieve cirkeldeel volgt. Deze kracht I_aResulterende horizontale interlamelkracht uit de actieveglijcirkel bij een LiftVan-analyse [N/m] dient door de drukstaaf opgenomen te moeten worden. Omdat de effectieve grondspanning toeneemt met de diepte wordt aangenomen dat deze kracht zich op 1/3 van de onderkant van de drukstaaf bevindt. Dit is een veilige aanname, omdat in werkelijkheid deze kracht iets hoger aangrijpt (tussen 1/3 en 1/2), waardoor het aandrijvende moment iets kleiner zal zijn. In figuur 1 is het principe van het rekenmodel LiftVan weergegeven.

Omdat met dit rekenmodel voor opdrijven andere stabiliteitsfactoren dan met Bishop worden berekend, moeten ook andere modelfactoren dan voor Bishop worden toegepast. De modelfactoren zijn onderdeel van de complete veiligheidsfilosofie betreffende het gevaar voor inundatie door het mechanisme afschuiven. Het model is geverifieerd middels vergelijking met andere analytische modellen en eindige-elementenmodellen voor een representatief aantal over Nederland verspreide dijkdwarsdoorsneden. Er zijn vergelijkende berekeningen uitgevoerd met Bishop, Spencer, LiftVan en Plaxis. Daaruit kan worden geconcludeerd dat dit opdrijfmodel LiftVan consistent is met deze andere modellen voor het mechanisme afschuiven. De huidige veiligheidsfilosofie met betrekking tot macrostabiliteit, inclusief schade, model, materiaal- en schematiseringsfactoren is opgebouwd uitgaande van jarenlange ervaring op het gebied van dijken, waarbij de stabiliteit is berekend met de methode Bishop (D-Stability).

Het model is geïmplementeerd en geïntegreerd in het softwareprogramma D-Stability. . In het rekenmodel wordt gezocht naar de horizontale raaklijn die de laagste veiligheidsfactor oplevert. Wanneer de Bishop-oplossing het meest kritische glijvlak is, zal LiftVan hiernaar convergeren. Hierdoor kunnen met hetzelfde model zowel grote LiftVan-glijvlakken als cirkelvormige glijvlakken worden berekend. Dit model heeft daarmee ook een grotere vrijheid om een meer kritisch glijvlak met een lagere veiligheidsfactor dan Bishop te vinden. In figuur 2 is het resultaat van een LiftVan-berekening met zoekopdracht weergegeven.

Glijvlak zoekalgoritme LiftVan

Net als bij Bishop doorloopt de methode LiftVan voor het zoeken van het meest kritische glijvlak een set berekeningen op grond van een set parameters die ieder stapsgewijs worden doorlopen. De “brute force” methode van Bishop levert echter een forse rekentijd op, terwijl de nauwkeurigheid van het resultaat nog iets beter kan. Daarom is voor LiftVan een Partical Swarm algoritme geïmplementeerd in D-Stability.

Dit zogenaamde DSPO-algoritme (Differential Evolution Accelerated Particle Swarm Optimization), zie het artikel Glijvlak zoekroutines, levert met relatief weinig rekentijd een nauwkeuriger resultaat. Dat zoekalgoritme is daarom het enige beschikbare zoekalgoritme in D-Stability.