Bezwijken steenzetting door afschuiving - Faalmechanismen steenzetting

Bij het bezwijkmechanisme toplaaginstabiliteit gaat het om beweging van elementen loodrecht op het talud, maar daarnaast kan de bekleding falen door beweging langs het talud. De verschillende bezwijkmechanismen waarbij beweging langs het talud plaatsvindt, worden aangeduid met de term afschuiving. Het betreft bijna allemaal bezwijkmechanismen onder invloed van golfbelasting, maar in bijzondere gevallen kan ook statische wateroverdruk een rol spelen.

Op elke willekeurige moot bekleding en/of grond wordt enerzijds de aandrijvende component van de zwaartekracht en anderzijds de tegenwerkende wrijvingskracht langs het potentiële glijvlak uitgeoefend. Hydraulische belasting kan opwaartse druk veroorzaken: dit kan vlak onder de toplaag voorkomen (zie paragraaf 14.3), maar ook dieper in de constructie. Deze opwaartse druk heeft invloed op de grondmechanische stabiliteit omdat de wrijving langs de glijvlakken erdoor wordt verkleind. Als de aandrijvende component van de zwaartekracht groter wordt dan de wrijvingskracht langs het glijvlak, dan kan afschuiving optreden (zie Figuur 14-7).

In bijzondere gevallen kan statische wateroverdruk afschuiving veroorzaken. Dit is bijvoorbeeld het geval als zich onder de bekleding een zogenoemde zandscheg bevindt: een insluiting van zand tussen de kleilaag van de bekleding en een oude

kleikern (zie Figuur 14-8). Hier kan wel water inkomen (bij hoogwater of door regen), maar het kan er niet meer uitstromen.

Figuur 14-7: Krachtenevenwicht afschuiving

Figuur 14-8: Voorbeeld zandscheg

Figuur 14-9: Diepe kleinschalige afschuiving

Er zijn meerdere vormen van afschuiving. Hierbij zijn twee aspecten van belang: de plaats van het glijvlak en de omvang van de afschuiving. Wat betreft de plaats van het glijvlak wordt onderscheid gemaakt tussen afschuiving van de toplaag (het glijvlak is de laagscheiding tussen toplaag en de laag eronder) en afschuiving van de hele bekleding over een glijvlak in de ondergrond van zand. Wat betreft de omvang wordt onderscheid gemaakt tussen lokale afschuiving, waarbij een deel van de toplaag uitknikt, en grootschaliger afschuiving, waarbij ook de teenconstructie bezwijkt. De

rekenregels zijn gebaseerd op lokale afschuiving over een glijvlak in de ondergrond van zand (zie Figuur 14-9). De regels zijn echter zo opgesteld dat ze ook de andere vormen van afschuiving bestrijken.

Parameters

In Figuur 14-10 staan de belasting- en sterkteparameters die een rol spelen bij het bezwijkmechanisme afschuiving als er geen kleilaag is.

Figuur 14-10: Parameters afschuiving

1. Golfhoogte Hs: een grotere golfhoogte is ongunstig voor zowel de belasting als de sterkte.
2. Golfsteilheid H_s / L_0p: een steilere golf, dus een grotere waarde van de golfsteilheid, zorgt voor een lagere belasting en is dus gunstig.
3. Dikte bekleding, samengesteld uit toplaagdikte D, dikte granulaire laag bf en dikte kleilaag bk. Samen met de dichtheid van de bekleding bepaalt de dikte het gewicht. Het gewicht is de belangrijkste sterkteparameter met betrekking tot afschuiving.
4. Dichtheid bekleding p_t, zie punt 3.
5. Taludhelling cot _α
   een steile helling is ongunstig.
6. Korrelgrootte D₁₅ van de zandondergrond: hoe groter de zandkorrels, hoe groter de weerstand tegen afschuiving.