Toplaaginstabiliteit - Eisen vanuit de primaire functie

De toplaag van de dijkbekleding moet bestand zijn tegen hydraulische belasting. Het instabiel zijn of eroderen van de toplaag kan leiden tot verlies van toplaagmateriaal. Bij het verlies van het toplaagmateriaal kan de zwakkere onderlaag aan het oppervlak komen en wanneer deze onderlaag erodeert, is er sprake van falen van de bekleding. Per type bekleding verschillen de faalmechanismen. In deze paragraaf wordt de toplaaginstabiliteit van de volgende bekledingstypen behandeld:

1. steenzettingen: stabiliteitsverlies van toplaagelementen;

2. losse elementen: stabiliteitsverlies van toplaagelementen;

3. monoliete bekleding: bezwijken toplaag;

4. grasbekleding: erosie toplaag.

steenzettingen: stabiliteitsverlies van toplaagelementen

De toplaagelementen in een steenzetting moeten in verband blijven om voldoende sterkte te kunnen leveren. Ieder toplaagelement haalt immers een gedeelte van de stabiliteit uit het verband met de omringende stenen. Als dit verband verbroken is, wordt er gesproken van falen van de toplaag [7].

Door golfbelasting ontstaat onder de toplaagelementen een opwaartse druk. Wanneer deze opwaartse druk groter is dan de neerwaartse druk door het gewicht van het element plus de kracht die het element uit het verband krijgt (bijvoorbeeld wrijvingskracht), kan het element uit de bekleding worden geduwd. Dit kan zich voordoen bij individuele elementen, maar meestal betreft het een veld van elementen. De opwaartse druk door golfbelasting kan op meerdere manieren optreden. De grootste kans op falen is bij een van de volgende situaties:

• opwaartse druk die ontstaat bij maximale golfterugtrekking;

• golfklap die zorgt voor piekwaarde in de waterdruk onder de toplaag. Dit resulteert in een piek in opwaartse kracht voor nabije stenen.

De belasting en stabiliserende krachten zijn te zien in Figuur 3-4. De doorlatendheid en dikte van de onderlaag en toplaag is zeer belangrijk omdat deze mede bepaalt hoe groot de drukopbouw onder de toplaag is. Het benodigde gewicht en dimensies van elk element zijn hier dus van afhankelijk.