Inhoudsopgave


Dilatantie

Dilatantie is het optreden van een plastische volumeverandering van het korrelskelet als gevolg van een schuifspanningsverandering in de grond. Als materiaal dilatant gedrag vertoont, dan is er sprake van een toename van volume bij schuifvervorming. Als schuifvervorming leidt tot een volumeafname (negatieve dilatantie), dan heet dit contractant gedrag.

De dilatantie (positief en negatief) wordt gekarakteriseerd met de dilatantiehoek (Ψ Dilatantiehoek [°] [°]).

Dicht gepakte zanden vertonen dilatant gedrag; los gepakte zanden en cohesieve grondsoorten vertonen normaliter contractant gedrag.

Bij verzadigde gronden beïnvloeden vervormingen door dilatant/contractant gedrag de water(over)spanningen.

Een schuifvervorming in losgepakt zand leidt tot een volumeafname (compactie) van het korrelskelet. Omdat deze volumeverandering niet mogelijk is zonder dat er poriewater afstroomt, nemen de waterspanningen toe. Als bij de schuifvervorming geen sprake is van een toename van de totaalspanning, dan moet de gemiddelde effectieve spanning afnemen. Zo kan een kleine schuifvervorming als gevolg van trillingen, tot instabiliteit, een zettingsvloeiing, leiden.

Omdat dicht gepakte zanden dilatant gedrag vertonen, nemen de waterspanningen bij schuifvervorming van deze zanden juist af, hetgeen de stabiliteit verhoogt.

Contractant gedrag bij cohesieve verzadigde gronden leidt, omdat deze gronden relatief slecht doorlatend zijn, tot langduriger wateroverspanningen. Daardoor kan de aanzet tot een afschuiving, het begin van een glijvlak, leiden tot het lokaal teruglopen van de schuifsterkte, waardoor de aanzet tot een glijvlak zich verder kan ontwikkelen tot er sprake is van een volledige afschuiving.

Bij gedraineerd afschuiven in klei en veen wordt geen positieve dilatantie waargenomen. Voor alle cohesieve grondsoorten is de defaultwaarde voor de dilatantiehoek dan ook 0°. Voor zand is de dilatantie sterk afhankelijk van de verdichtingsgraad. Een vuistregel voor de dilatantiehoek van zand geeft een waarde gelijk aan de effectieve hoek van inwendige wrijving minus 30°, met een minimum van 0°. Maar doorgaans wordt, ook voor zand, een dilatantiehoek van 0° aangehouden.

Indien CD-triaxiaalproeven op zand voorhanden zijn, kan uit de resultaten van deze proeven de dilatantiehoek worden afgeleid.

Het artikel Gedraineerde schuifsterkte gaat in op relatie tussen de schuifsterkte en de dilatantiehoek Ψ Dilatantiehoek [°]. Het gaat ook in op de bij verschillende rekenmethoden te hanteren waarden.

Gerelateerde artikelen

Versies