Bij regionaal grondonderzoek is het meetgebied waarin in situ proeven worden uitgevoerd of grondmonsters ten behoeve van laboratoriumproeven worden gewonnen (binnen eenzelfde grondlaag) van regionale omvang. Het bestand met proefresultaten wordt ook wel aangeduid als regionale proevenverzameling.

Als er slechts lokaal grondonderzoek is uitgevoerd, dan levert dat een lokale proevenverzameling op. Hoe daaruit te komen tot karakteristieke waarden is onderwerp van dit artikel. Het artikel Karakteristieke waarden van grondparameters behandelt het stochastisch model van de ondergrond dat daarbij wordt gebruikt en hoe dat model te karakteriseren. Het artikel Karakteristieke waarde op basis van een lokale proevenverzameling behandelt de methode om uit een lokale proevenverzameling te komen tot karakteristieke waarden voor de schuifsterkte.

Het opzetten van regionale proevenverzamelingen is ontstaan bij de dijkversterkingswerken op grote schaal langs de grote rivieren, met name in het westen van ons land. De gedachte was dat de resultaten van grondonderzoek, dat ten behoeve van het ontwerp van dijkversterkingentrajecten op verschillende locaties werd uitgevoerd, goed bruikbaar zijn om eerste indicaties van grondeigenschappen af te leiden voor nieuw aan te pakken trajecten in dezelfde regio. Door de resultaten van lokale grondonderzoeken in de verschillende trajecten samen te voegen, ontstaan verzamelingen van proeven, waarvan de steekproefgrootte aanzienlijk groter is dan bij lokaal grondonderzoek en dus de statistische onzekerheid kleiner is dan bij lokaal grondonderzoek [Van Esch, 1997]. Dit laatste is juist, voor zover het gaat om de statistische onzekerheid van het overall gemiddelde van de grondeigenschap in de hele regio. Naast deze onzekerheid speelt echter de ruimtelijke variabiliteit van ‘lokale gemiddelden’ ten opzichte van het overall gemiddelde een rol. De variantie hiervan is, zoals afgeleid in het artikel over karakteristieke waarden van grondparameters gelijk aan:

Waarin:

Γ ²(G) Variantiereductiefactor voor het glijvlak G [-].

α Hoek [rad] Verhouding van de variantie binnen een enkele verticaal en de variantie van alle metingen ten opzichte van het gemiddelde over het gehele meetgebied [-].

Uitgaande van een normale verdeling luidt de formule op basis van een regionale proevenverzameling:

En, uitgaande van een log-normale verdeling luidt de formule voor de karakteristieke mediane-waarde langs het glijvlak:

Waarin:

s_u,gem Langs het schuifvlak gemiddelde ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²] De langs het schuifvlak gemiddelde ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²].

s_u,med Mediane waarde van de ongedraineerde schuifsterktes langs het gehele schuifvlak [kN/m²] De mediane waarde langs het schuifvlak van de ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²].

Rekenkundig gemiddelde van de steekproef van de ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²].

Rekenkundig gemiddelde van de logaritmen van de steekproefuitkomsten van de ongedraineerde schuifsterkte.

Student t-factor, die hoort bij de 5% overschrijdingskans en het aantal ‘vrijheidsgraden’ N Aantal (onafhankelijke waarnemingen) [-]-1 [-]. Voor waarden zie de tabel in het artikel over de sterkte gebaseerd op een lokale proevenverzameling.

Let op, formule (3) geeft de mediane waarde van de schuifsterkte langs het schuifvlak, terwijl eigenlijk de langs het schuifvlak gemiddelde waarde zou moeten worden gebruikt. In het algemeen zullen de verschillen beperkt zijn en is deze mediane waarde iets conservatiever dan de gemiddelde waarde.

De index _prv geeft aan dat het om waarden gebaseerd op de regionale proevenverzameling gaat. Over de grootte van de parameter α Hoek [rad] van het stochastisch veld, en dus over de grootte van Γ² is tot nu toe weinig gezegd. Visuele inspecties van bestaande proevenverzamelingen van schuifsterkteparameters (gebaseerd op celproeven) voor diverse ondergrondlagen in de Alblasserwaard, indiceren een range van α Hoek [rad], variërend van 0,5 en 1,0. In de Leidraad voor het ontwerpen van Rivierdijken deel 2, Benedenrivierengebied, is uitgegaan van een α Hoek [rad]-waarde van 0,75 (Γ² = 0,25).

In het kader van een latere TAW-studie [Calle en Van der Meer, 1997] is getracht waarden van α Hoek [rad]scherper te bepalen met behulp van formele statistische toetsen op proevenverzamelingsmateriaal. Het teleurstellende resultaat hiervan was dat op basis van de beschikbare proevenverzamelingen geen eenduidige, statistisch onderbouwde, uitspraken over de grootte van de parameter α Hoek [rad]zijn te geven. Geen van de formele hypotheses α Hoek [rad] = 1, α Hoek [rad] = 0,75 en α Hoek [rad] = 0,5 kunnen op basis van het in de proevenverzamelingen beschikbare waarnemingsmateriaal worden verworpen. De parameter α Hoek [rad]is dus een onzekere grootheid. Voor de geotechnische ingenieurspraktijk betekent dit dat een keuze moet worden gemaakt, waarbij voorop moet staan dat die keuze in elk geval tot een redelijk veilige ontwerpmethodiek leidt. Vooralsnog lijkt de keuze die in de Leidraad Rivierdijken is gemaakt een verstandige keuze.