Afschuiving voorland is een van de drie mechanismen die vallen onder het mechanisme afschuiven langs een glijvlak in buitenwaartse richting.  Het betreft het mechanisme afschuiven langs een glijvlak van het voorland van de dijk. Daarmee is het ook één van de drie beschreven faalmechanismen van het voorland.

Inleiding

Indien een vooroever is opgebouwd uit slappe klei- en veenlagen of verwekinggevoelig zand, dient rekening te worden gehouden met een kans op grootschalige afschuivingen en zettingsvloeiingen van de vooroever met mogelijke invloed op de veiligheid van de waterkering. Dit artikel richt zich op afschuiving, een ander artikel behandelt zettingsvloeiingen van het voorland. In beide artikelen is voor de voorbeelden telkens uitgegaan van de aanname dat de waterkering een dijk betreft. Maar uiteraard kan een afschuiving of zettingsvloeiing van het voorland ook ten koste gaan van de veiligheid van een achter dit voorland gelegen kunstwerk.

Mechanismebeschrijving

Afschuiving is een mechanisme dat optreedt indien de kritieke schuifspanning in een bepaald vlak (al dan niet recht) in de grond wordt overschreden. Afschuivingen kunnen optreden bij een vooroever die is opgebouwd uit samenhangende grond zoals klei en veen, maar ook bij al dan niet zettingsvloeiing-gevoelig zand en zelfs bij bestorte vooroevers.

Afschuiving van het voorland is in essentie hetzelfde mechanisme als het mechanisme afschuiven langs een glijvlak van het buitentalud van de dijk. De oorzaak van het mechanisme afschuiven langs een glijvlak is een verlies van evenwicht. Dit evenwicht kan verloren gaan door:

• Een toename van het aandrijvend moment, bijvoorbeeld door verkeer of door sedimentatie op het voorland.
• Door een afname van het tegenwerkend moment, bijvoorbeeld door erosie van de geul of geulwand.
• Door een afname van de schuifsterkte van de ondergrond als gevolg van toenemende waterspanningen [Calle, 2002].

Het mechanisme afschuiven langs een glijvlak buitenwaarts en het mechanisme afschuiven langs een glijvlak voorland lijken in veel opzichten op het mechanisme afschuiven langs een glijvlak binnenwaarts. De mechanismebeschrijving komt dus sterk overeen met wat in het artikel over het mechanisme afschuiven langs een glijvlak binnenwaarts is behandeld. De deelprocessen initiatie, scheurvorming en afschuiving zijn ook hier van toepassing en kunnen ook onder water optreden. Voor een beschrijving daarvan wordt dan ook verwezen naar het artikel Beschrijving afschuiven langs diep glijvlak binnenwaarts. Hier wordt vooral ingegaan op de verschillen met de binnenwaartse stabiliteit.

Bij de situatie van een voorland met een tussenplateau, zie Figuur 2 is het achtereenvolgens optreden van een cascade van afschuivingen goed denkbaar: een afschuiving in het diepe gedeelte, gevolgd door een afschuiving in het ondiepe gedeelte (mogelijk gevolgd door verlies van de buitenwaartse stabiliteit van de waterkering zelf).

Een belangrijk verschil met binnenwaartse stabiliteit is dat voor de stabiliteit van het voorland de kritieke situatie in het algemeen pas ontstaat na de hoogwatergolf, als de trigger tot het mechanisme überhaupt hoogwater gerelateerd is. Tijdens een hoogwatergolf zal de freatische lijn in het voorland stijgen door infiltratie via het maaiveld en via de ondergrond vanuit het watervoerend pakket. Een andere mogelijkheid is dat de freatische lijn stijgt door hevige regenval. Door de hogere waterspanning kan de ondergrond een geringere schuifsterkte mobiliseren. Meestal is de stabiliteit van het voorland tijdens een hoogwatergolf niet direct in gevaar, maar dit kan wel het geval zijn na een snelle val van de buitenwaterstand. Een snelle val van de buitenwaterstand wil zeggen dat de buitenwaterstand dusdanig snel daalt dat de freatische lijn niet voldoende tijd heeft om te volgen. Het aandrijvend moment is relatief hoog door het hoge gewicht van de verzadigde grond terwijl door de hoge waterspanning onvoldoende schuifsterkte kan worden gemobiliseerd.

Overzicht van het faaltraject afschuiving voorland

De fenomenologische beschrijving van de het mechanisme afschuiven voorland, dat uiteindelijk kan leiden tot een overstroming, is in Figuur 3 schematisch weergegeven. Het inleidend mechanisme voor de afschuiving kan zijn een onder dagelijkse omstandigheden optredende erosie van de vooroever (verplaatsing van de geul) of opslibbing van de vooroever, in beide gevallen leidend tot een ongunstige geometrie. Een andere trigger kan zijn een verhoogd freatisch vlak door neerslag of een snelle val van de buitenwaterstand. Omdat deze triggers niet positief gecorreleerd zijn aan de waterstand is hier sprake van een indirect mechanisme: het leidt niet onmiddellijk tot falen van de waterkering. De afschuiving van het voorland vormt alleen een bedreiging voor de waterkering als hij de lengte van het voorland dusdanig reduceert dat dit voor andere primaire mechanismen leidt tot een hogere faalkans.