- 1. Inleiding
- 2. Faalmechanisme piping
- Piping en interne erosie
- Faalpaden piping
- Initiërende gebeurtenis piping
- Fenomenologische beschrijving opdrijven en opbarsten
- Fenomenologische beschrijving heave
- Fenomenologische beschrijving terugschrijdende erosie
- Fenomenologische beschrijving vervolggebeurtenissen
- Samenvatting: wanneer kan terugschrijdende erosie optreden?
- 3. Modelleren van piping bij dijken
- 3.1 Modelleren van opdrijven en opbarsten
- 3.2 Modelleren heave
- 3.3 Modelleren terugschrijdende erosie
- Rekenmodellen terugschrijdende erosie
- Rekenregel van Sellmeijer
- Achtergrond rekenmodel van Sellmeijer
- Eindige elementen model D-GeoFlow
- Omgang met pipegroei onder voorland D-GeoFlow
- Drukval in een wel (0,3D-regel) bij terugschrijdende erosie
- Effecten tijdsafhankelijke buitenwaterstand op terugschrijdende erosie
- 4. Analyse geohydrologische situatie en belastingen
- 4.1 Geohydrologie rond de dijk
- 4.1.1 Inleiding geohydrologische analyses t.b.v. piping
- 4.1.2 Basisbegrippen
- Basisbegrippen waterspanningen
- Freatisch vlak en capillaire zone
- Freatische en elastische waterberging in grond
- Stijghoogte en potentiaal in het watervoerend pakket
- Grenspotentiaal en opdrijven
- Intreepunt
- Kantelpunt
- Lekfactor of leklengte
- Hydrodynamische periode
- Naijlen van waterspanningen
- Indringingslaag
- Responsfactor
- 4.1.3 Berekenen van waterspanningen
- 4.1.4 Grenspotentiaal in watervoerend pakket
- 4.2 Schematiseren en modelleren van de geohydrologische situatie
- 4.2.1 Schematiseren geohydrologische situatie
- 4.2.2 Omgaan met onzekerheden in een geohydrologisch model
- 4.2.3 Analytische modellen
- Modellen van het stijghoogteverloop in een zandlaag onder een ondoorlatende dijk
- Model van stationaire stroming onder dijk met deklaag op watervoerende laag in voor- en achterland (Model 4A)
- Model van stationaire stroming onder dijk gelegen op watervoerende laag (Model 4B)
- Model van stationaire stroming onder dijk met binnendijks de grenspotentiaal (Model 4C)
- Model voor stroming onder dijk, de respons op een sinusvormige hoogwatergolf (Model 4D)
- Model voor stroming onder de dijk, de respons op sinusvormige hoogwatergolven (Model 4E en 4F)
- Berekenen van de opdruklengte bij stationaire stroming (Model 3D)
- Rekenvoorbeeld van de opdruklengte bij stationaire stroming
- Berekenen van de opdruklengte bij niet-stationaire stroming
- Rekenvoorbeeld van de opdruklengte bij niet-stationaire stroming
- 4.2.4 Numerieke modellen
- 4.3 Meten van waterspanningen en stijghoogte
- Waterspanningen meten en/of monitoren
- Geohydrologie bij de dijk monitoren
- Bewaken ontwerpuitgangspunten waterspanningen
- Instrumenten om waterspanningen te meten
- Valkuilen bij interpreteren van waterspanningsmetingen
- Voorbeeld van valkuilen bij interpreteren van waterspanningsmetingen
- Analytische modellen voor de interpretatie van peilbuiswaarnemingen
- Interpretatie gemeten stijghoogteverloop voor cyclische belasting (Model 3B)
- Niet-stationaire benadering met behulp van de transiënte lekfactor (Model 3C)
- Interpretatie van peilbuiswaarnemingen bij het onderstromen van hoog voorland
- 4.4 Gebruik van een geohydrologisch model in de analyse van piping
- 4.1 Geohydrologie rond de dijk
- 5. Karakteriseren eigenschappen van het watervoerend pakket
- 6. Veiligheidsanalyse piping
- 7. Oplossingen voor dijkverbeteringen
Gelaagd watervoerend pakket
De doorlatendheid van het zand-grindpakket wordt in de rekenregel van Sellmeijer voor piping met een enkele waarde vastgesteld. (Zie ook het artikel Doorlatendheid zandlaag, aquifer.) Zandpakketten in de ondergrond bestaan echter meest uit meerdere verschillende lagen in een complexe patronen (zie het artikel Relatie ondergrond en bepaling van grondparameters van zandpakketten). Voor toepassing voor piping moet die variatie gereduceerd worden tot een enkele laag.
Vanwege systematische grote verschillen in (verticale) doorlatendheid tussen grotere eenheden, zand- en grindlagen die vaak worden aangetroffen in het relevante dieptebereik, wordt hier beschreven hoe deze variatie voor twee lagen tot een effectieve doorlatendheid voor een enkele laag kan worden gereduceerd voor piping beschreven met de formulering van Sellmeijer. Een belangrijke overweging voor de beschrijving is dat de invloed van beide lagen op stijghoogte bij de bovenkant van de bovenste laag tot uitdrukking moet komen.
Er is een methodiek in ontwikkeling om tenminste voor een twee-lagen opbouw van het zand-grindpakket een effectieve doorlatendheid vast te stellen op basis van de dikte, diepteligging en doorlatendheidswaarden van beide pakketten. Voorshands dient met de volgende veilige aannamen rekening gehouden te worden bij het vaststellen van een effectieve doorlatendheid voor opeengelegen zand- grindlagen, te weten:
- Voor een twee-lagen opbouw waarvan de bovenste laag het minst doorlatend is kan het gewogen rekenkundig gemiddelde aangehouden worden als:
Waarin:
d1 Dikte bovenste grondlaag in een twee-lagen opbouw [m].
d2 Dikte onderste grondlaag in een twee-lagen opbouw [m].
k1 Doorlatendheid bovenste grondlaag in een twee-lagen opbouw [m/s].
k2 Doorlatendheid onderste grondlaag in een twee-lagen opbouw [m/s].
keff Equivalente doorlatendheid van een twee-laags watervoerend pakket waarvan de bovenste laag het minst doorlatend is [m/s].
- Voor een twee-lagen opbouw waarin de bovenste laag de hoogste doorlatendheid heeft, dient de doorlatendheid van de bovenste laag te worden aangehouden tenzij de bovenste laag minder dan 1 m dik is, dan wel minder dan 10% van de dikte van het gehele doorlatende pakket heeft.
Bovenstaande aanpak is een versimpeling om te kunnen rekenen met de rekenregel van Sellmeijer. In een locatiespecifieke analyse kan met behulp van D-Geo Flow de daadwerkelijke meerlaagsheid met de specifieke parameters per laag worden meegenomen.