Inleiding - Faalmechanismen: microstabiliteit

Microstabiliteit

Inleiding

Microstabiliteit betreft de stabiliteit van grondlagen van zeer beperkte dikte aan het oppervlak van het binnentalud onder invloed van door een grondlichaam stromend grondwater. Bij microstabiliteit komt de bedreiging voor de stabiliteit van binnen: eventuele problemen worden veroorzaakt door een hoge freatische lijn in het grondlichaam. Dit is anders dan de stabiliteit van het binnentalud onder invloed van golfoverslag; hier komt de bedreiging van buiten: door infiltrerend water ontstaat een verzadigde toplaag die vanwege het extra gewicht van het water af kan schuiven. Golfoverslag en microstabiliteit zijn daarom verschillende faalmechanismen en de modellering van beide is wel deels vergelijkbaar maar niet hetzelfde (zie figuur 5.4.1).

Figuur 5.4.1 Vergelijking microstabiliteit en stabiliteit bij golfoverslag

Bij microstabiliteit wordt gelet op zeer plaatselijke instabiliteiten, welke echter ook een inleiding tot bezwijken van de gehele waterkering kunnen vormen. De term microstabiliteit duidt erop dat hier min of meer tot op het niveau van evenwicht van korrels wordt beoordeeld. Dit in tegenstelling tot de macrostabiliteit, waarbij het evenwicht van een grondlichaam of een groot gedeelte daarvan wordt bekeken. De term microstabiliteit duidt echter niet op een minder belangrijk facet van het grondlichaam. Ook micro-instabiliteit kan tot het bezwijken van een grondlichaam leiden.

De micro-instabiliteiten welke kunnen optreden als gevolg van grondwaterstroming door grondconstructies zijn:

• Afdrukken van de binnentaludbekleding door waterdrukken in de kern van het grondlichaam (zie figuur 5.4.2); dit kan optreden als een minder doorlatende toplaag op een doorlatende kern ligt, bijvoorbeeld een toplaag van klei op een kern van zand (§ 5.4.2).
• Afschuiven van de binnentaludbekleding (of een combinatie van af- schuiven en afdrukken van de binnentaludbekleding) door waterdrukken in de kern van het grondlichaam; dit kan optreden als een minder doorlatende toplaag op een doorlatende kern ligt, bijvoorbeeld een toplaag van klei op een kern van zand (§ 5.4.2).
• Afschuiven van de binnentaludbekleding (zie figuur 5.4.2) als gevolg van het stijgen van de freatische lijn in de dijk. Uitgegaan wordt van een uniforme opbouw van het dijklichaam (een zandkern met een zandige toplaag) en horizontaal uittredend grondwater bij taluds boven water (§ 5.4.3) en loodrecht uittredend grondwater bij taluds onder water (§ 5.4.4).
• Uitspoelen van gronddeeltjes uit het binnentalud door uittredend grondwater (figuur 5.4.3); dit kan optreden als de toplaag een ongeveer even grote doorlatendheid heeft als de kern van het grondlichaam, bijvoorbeeld een zandige toplaag op een zandkern. Uitgegaan wordt van horizontaal uittredend grondwater bij taluds boven water en loodrecht uittredend grondwater bij taluds onder water (§ 5.4.4).

Voor bovengenoemde bezwijkmechanismen zijn ontwerpregels afgeleid, die in § 5.4.5 worden besproken. Paragraaf 5.4.6 gaat in op verbeteringsmaatregelen.

Bij dijken met een kleikern speelt microstabiliteit geen rol (zie figuur 5.4.1).