Stabiliteit van oppervlaktelagen - Ontwerpberekeningen

1. 1. Evenwicht evenwijdig aan en /oodrecht op het talud

      Voor afschuiving evenwijdig aan het talud zijn de volgende krachten van belang:

      

Om de grenstoestand afschuiven voldoende uit te sluiten moet gelden Wd- Td 0. Hierin zijn Wd en Td de ontwerpwaarden voor de weerstandbiedende en de aandrijven­ de kracht. Deze volgen uit Wen Tna toepassing van de materiaalfactor Ym,de schadefac­ tor y,, en de gevoeligheidsfactor Yd (zie hoofdstuk 6) volgens:

Voor de waarden van Q, c en tan rp in deze formules moeten representatieve waarden (par. 9.7) genomen warden. Voor de waarden van i .i_ en i/1warden ontwerpwaarden ge­ bruikt, die volgen uit berekeningen gebaseerd op ontwerpwaarden voor de geo-hydrolo­ gische parameters, en op ontwerpwaarden voor de hydraulische randvoorwaarden. De aanwezigheid van enige cohesie in de grond is gunstig voor de stabiliteit. De invloed van de cohesie is het grootst nabij het oppervlak.

Afuankelijk van de waarde van de factoren Ym, y,, en Yd kan er een kritieke diepte dkr bepaald warden; daar beneden is de benodigde veiligheid niet meer aanwezig (par. 11.4.4).

131

Voor gevallen waarin op het talud een bovenbelasting aanwezig is als gevolg van een steenbestorting of een filterconstructie, wordt verwezen naar lit. 15.

Met het oog op uitspoeling van gronddeeltjes kan het evenwicht loodrecht op het talud beschouwd worden. Gaat men uit van cohesieloze grond, en verwaarloost men de in­ wendige wrijving, dan zijn hierbij de volgende krachten van belang:

De ontwerpwaarden Id en Vd volgen na toepassing van de verschillende partiele factoren uit I en V:

Om de grenstoestand uitspoelen voldoende uit te sluiten moet gelden Vd- Id> 0.

1. 1. 1. Toe te passen paniiile veiligheidsfactoren

         Er wordt aanbevolen ten aanzien van afschuiving evenwijdig aan het talud de volgende factoren aan te houden:

         Yn= 1,1 en Yd= 1,1 bij binnentaluds,

         Yn= 1,0 en Yd= 1,1 bij buitentaluds.

         Voor de waarde van Ym zij verwezen naar par. 9.7.2.

         In par. 11.5.1 wordt op grond van praktijkervaring aanbevolen, bij verticaal uittredend water uit horizontale grondlagen geen groter verhang toe te laten dan i= 0,5.

         Op grond hiervan wordt ten aanzien van uitspoeling van zanddeeltjes uit een talud aan­ bevolen, voor de factoren Yn en Yd uit te gaan van:

         Yn Yd= 2,0.

      2. Enige toepassingen

         Nu volgt een uitwerking en grafische weergave van de evenwichtsvoorwaarden die in het voorgaande zijn afgeleid; daarbij worden gangbare ontwerpwaarden van geome­ trische en grondmechanische parameters gebruikt.

         1. Loodrecht uittredend grondwater bij taluds onder water

            Dit is vooral van belang bij binnendijks gelegen wielen en dergelijke. Daar die meestal tamelijk diep in de zandondergrond reiken, wordt uitgegaan van zandig, cohesieloos materiaal.

            132

            - --- ------ -----

            Aan de voorwaarde voor evenwicht ten aanzien van afschuiving evenwijdig aan het talud kan alleen worden voldaan bij bepaalde waarden van het uittreeverhang ien de taludhelling a. .

            Ook uit het evenwicht loodrecht op het talud, van belang met het oog op uitspoeling,

            volgt een dergelijke relatie. Beide relaties zijn in figuur 11.13 weergegeven.

            Door beide voorwaarden te zamen wordt er een veilig gebied begrensd. Bij steile taluds is afschuiving maatgevend, terwijl bij flauwe taluds uitspoeling maatgevend wordt. Daar met cohesie niet wordt gerekend, speelt de dikte van de laag geen rol.

            

            figuur 11.13

         2. Horizontaal uittredend grondwater bij taluds boven water

            Dit kan vooral voorkomen bij binnentaluds van dijken. Er wordt daarom uitgegaan van cohesieve grond. De relatie tussen de verschillende parameters, volgend uit het evenwicht ten aanzien van afschuiving evenwijdig aan het talud, is in figuur 11.14 weergegeven voor QglQw = 1,8. Het evenwicht loodrecht op het talud, bepalend voor eventuele uitspoeling, blijkt niet maatgevend te zijn.

         3. Evenwijdig afstromend grondwater bij taluds boven water

         Dit is vooral van belang bij kleidijken met een zekere structuurvorming in de toplaag op het binnen- ofbuitentalud. Het afstromende grondwater kan afkomstig zijn van in het talud infiltrerend water, door bijvoorbeeld neerslag of golfoverslag.

         Uitgegaan wordt van grond met cohesie. Uit het evenwicht ten aanzien van afschui­ ving volgt de in figuur 11.15 weergegeven relatie tussen de verschillende parameters bij QglQw = 1,8.

         133