De ongedraineerde schuifsterkte (s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²] [kN/m²]) kan worden bepaald uit de sondeerweerstand met behulp van een correlatiefactor, de zogenaamde conusfactor N_kt Conusfactor voor sondering met de piezoconus [-] voor de sondering met de piëzoconus, dan wel de N_c Conusfactor voor sondering zonder waterspanningsmeter [-] voor de sondering zonder waterspanningsmeting. Dit artikel gaat in op de methode die gebruik maakt van standaard correlaties tussen sondeerwaarden en de ongedraineerde schuifsterkte. Het artikel Gebiedspecifiek transformatiemodel voor ongedraineerde sterkte uit sonderingen behandelt hoe een gebiedspecifieke correlatie te bepalen.

De formule voor het berekenen van de ongedraineerde schuifsterkte uit de sondeerweerstand met behulp van een correlatie luidt:

s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²] = q_net Voor waterspanningseffecten en totaalspanning gecorrigeerde sondeerweerstand van de piëzoconus [kN/m²] / N_kt Conusfactor voor sondering met de piezoconus [-] (1)

Waarin:

s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²].

q_net Voor waterspanningseffecten en totaalspanning gecorrigeerde sondeerweerstand van de piëzoconus, zie formule (2) [kN/m²].

N_kt Correlatiefactor: de empirisch bepaalde conusfactor [-].

Bij het toepassen van sonderingen om de ongedraineerde schuifsterkte en POP, OCR en grensspanning te bepalen, kan worden gestart met een grove aanpak, waarbij wordt uitgegaan van standaard correlaties en onzekerheden (standaard waarde voor N_kt Conusfactor voor sondering met de piezoconus [-] met variatiecoëfficiënt).

Deze aanpak is een goede eerste stap, wanneer veel sonderingen beschikbaar zijn, maar bij deze sonderingen geen laboratoriumonderzoek beschikbaar is op basis waarvan specifieke gebiedsgebonden correlaties kunnen worden opgesteld. De eisen die worden gesteld aan sonderingen zijn aangegeven in het artikel Algemene aanbevelingen bij het gebruik van sonderingen voor parameterbepaling.

De waarde van de conusfactor N_kt Conusfactor voor sondering met de piezoconus [-] ligt voor verzadigde grond doorgaans tussen 10 en 20 [Robertson, 2012; Mayne, 2007]. Dit is tevens de ervaring die is opgedaan bij de SBW, WBI, en Dijken Op Veen onderzoeken [Van Duinen, 2013; Zwanenburg, 2012]. Hogere waarden, tot N_kt Conusfactor voor sondering met de piezoconus [-] = 30, komen in de literatuur soms ook voor. Een waarde van 20 voor N_kt Conusfactor voor sondering met de piezoconus [-] kan worden gezien als een veilige gemiddelde waarde voor het afleiden van de verwachtingswaarde van de ongedraineerde schuifsterkte s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²] uit de gecorrigeerde sondeerweerstand q_net Voor waterspanningseffecten en totaalspanning gecorrigeerde sondeerweerstand van de piëzoconus [kN/m²] op basis van een CPTu (of ongedraineerde schuifsterkte ratio s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²]/σ’_vi In situ verticale effectieve spanning [kN/m²] uit de genormaliseerde sondeerweerstand Q_t Met de effectieve verticale spanning genormaliseerde sondeerweerstand [-] = q_net Voor waterspanningseffecten en totaalspanning gecorrigeerde sondeerweerstand van de piëzoconus [kN/m²]/σ’_vi In situ verticale effectieve spanning [kN/m²]). De variatiecoëfficiënt voor s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²] of s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²]/σ’_vi In situ verticale effectieve spanning [kN/m²] op basis van sondeerwaarden is 0,25. In combinatie met de verwachtingswaarde van N_kt Conusfactor voor sondering met de piezoconus [-] van 20 is dit op basis van ervaringen in verschillende projecten een voorzichtige waarde.

De correctie van de sondeerweerstand voor waterspanningseffecten en totaalspanning vindt plaats met de volgende formules:

q_net Voor waterspanningseffecten en totaalspanning gecorrigeerde sondeerweerstand van de piëzoconus [kN/m²] = q_t Voor waterspanningseffecten gecorrigeerde sondeerweerstand van de piëzoconus [kN/m²] – σ_vi In situ verticale totaalspanning [kN/m²] en q Specifiek debiet [m/s]_{t Tijd [s]} = q_c Gemeten conusweerstand [kN/m²] + u₂ Met de piëzoconus gemeten waterspanning [kN/m²] (1 – a_c Relatieve oppervlakte van de spleet bij het waterspanningsfilter van de piezoconus, de waarde is afhankelijk van het fabricaat van de conus [-]) (2)

Waarin:

q_net Voor waterspanningseffecten en totaalspanning gecorrigeerde sondeerweerstand van de piëzoconus [kN/m²].

q_t Voor waterspanningseffecten gecorrigeerde sondeerweerstand van de piëzoconus [kN/m²].

σ_vi In situ verticale totaalspanning [kN/m²].

q_c Gemeten conusweerstand [kN/m²].

u₂ Met de piëzoconus gemeten waterspanning (waterspanningsopnemer achter de conuspunt) [kN/m²].

a_c Relatieve oppervlakte van de spleet bij het waterspanningsfilter, de waarde is afhankelijk van het fabricaat van de conus [-] (Zie NEN-EN-ISO-22476-1).

In situaties waar een CPT zonder meting van de waterspanning u₂ Met de piëzoconus gemeten waterspanning [kN/m²] wordt toegepast, dient een conusfactor N_c Conusfactor voor sondering zonder waterspanningsmeter [-] van 25 te worden toegepast op de gemeten sondeerweerstand q_c Gemeten conusweerstand [kN/m²]. Voor de correctie voor de waterspanning kan in dat geval worden uitgegaan van de stationaire waterspanning (u₀ Stationaire waterspanning [kN/m²]).

Onverzadigde grond heeft een zeer hoge schuifsterkte, mede als gevolg van zuigspanning. Als gevolg daarvan wordt in onverzadigde grond een zeer hoge sondeerweerstand gemeten.

Wanneer de verzadigingsgraad van de grond toeneemt, neemt de zuigspanning af en neemt de schuifsterkte ook af. Een sondering die is uitgevoerd onder normaal dagelijkse omstandigheden in de zomer kan hierdoor een aanmerkelijk hogere sondeerweerstand meten dan dat zou worden gemeten in een natte periode in de winter. Zie verder het artikel Schuifsterkte in de (initieel) onverzadigde zone.

Wanneer de conservatieve standaard correlaties ontoereikend zijn om te komen tot een acceptabel dijkontwerp dan wel een acceptabele faalkans, kan een verfijningsstap worden gemaakt door gebiedspecifieke correlaties op te stellen. Het artikel Gebiedspecifiek transformatiemodel voor ongedraineerde sterkte uit sonderingen gaat daar op in.