Achtergronden bij de totstandkoming van het TRW - Bijlage 8

Bijlage 8 Achtergronden bij de totstandkoming van het TRW

b8.1 Doel en afbakening

In verschillende leidraden en handreikingen voor het ontwerpen en toetsen op veiligheid van dijken worden richtlijnen aangegeven om, al dan niet in combinatie met waterspanningsmetingen, te komen tot voldoende veilig geachte schattingen van waterspanningen ten behoeve van de controle van de sterkte van een dijk.

Het Technisch Rapport Waterspanningen bij dijken (TRW) is geheel gericht op het beschrijven van de waterspanningen in en onder dijken. Het TRW beoogt een bundeling te zijn van de diverse bestaande richtlijnen, gecompleteerd met nieuwe inzichten die sindsdien zijn opgedaan. Voor het schrijven van dit TRW wordt geen nieuwe kennis ontwikkeld; de focus ligt op het samenbrengen van bestaande kennis.

In deze bijlage worden overwegingen en achtergrondinformatie gegeven, die een rol hebben gespeeld bij de tot- standkoming van het TRW. Dit betreft:

1. Vastleggen van overwegingen die geleid hebben tot bepaalde keuzen in het TRW, uiteraard indien er specifieke keuzen nodig geweest zijn om tot duidelijke en voor de praktijk bruikbare en veilige richtlijnen ten aanzien van de modellering van waterspanningen te komen. Voor zover die overwegingen dienstbaar zijn aan de duidelijk- heid en het begrip van de materie in het TRW zullen ze daar gegeven worden. Voor zover dat niet het geval is, zijn ze vastgelegd in deze bijlage.

2. Signaleren van witte vlekken die bij het opzetten en uitwerken van het TRW zijn tegengekomen en die nader onderzoek behoeven. Voor zover mogelijk worden ook al oplossingsrichtingen geschetst. Daarnaast worden mogelijkheden aangegeven voor de toekomst om via verder onderzoek tot verbeteringen te komen (par. b.8.4).

3. Opstellen van een rationeel raamwerk voor het vaststellen van voldoende veilige modelleringen van water- spanningen, dan wel om vast te stellen dat gebruikelijke modelleringen in leidraden en andere richtlijnen, of gebruikelijk werkwijzen in de praktijk, voldoende veilig zijn. Met voldoende veilig wordt bedoeld in relatie tot de beoogde veiligheid tegen het optreden van bezwijkmechanismen bij dijken, in het bijzonder macro-instabiliteit van het binnentalud. In paragraaf b8.3 wordt daar nader op ingegaan. Ook hiervoor geldt dat geen nieuwe kennis wordt ontwikkeld, maar dat één of meer mogelijke oplossingsrichtingen worden verkend, die in toekom- stig onderzoek verder ontwikkeld moeten worden.

b8.2 Opzet en afbakening van het TRW

De primaire invalshoek in het TRW is het aanreiken van methodieken en receptuur voor de bepaling van water- spanningen in het kader van ontwerp- en veiligheidstoetsingen bij dijken, en dan met name ten behoeve van de geotechnische stabiliteit (macrostabiliteit binnen- en buitenwaarts, microstabiliteit, opdrijven en opbarsten).

Daarnaast spelen waterspanningen ook een belangrijke rol bij het ontwerp en de uitvoering van dijkversterkingen. Hierbij speelt consolidatie een belangrijke rol en, voor de uitvoeringsbegeleiding, het monitoren van water- spanningsontwikkeling tijdens dijkversterking.

In het TRW is de opzet vanuit bovengenoemde optiek uitgewerkt. Daarbij is aangesloten op beschrijvingen in het

Technisch Rapport Waterkerende Grondconstructies [TRWG, 2001].

Gekozen is een opzet waarbij (uniformiteit van) de systeemkenmerken en modelleringsaanpakken centraal staat.

Daarnaast is het onderscheid naar dijk- en kadetype opgenomen in bijlage b2 (cases) , elk met een eigen specifieke problematiek ten aanzien van waterspanningen:

Case 1: Dijk benedenrivierengebied;

Case 2: Meerdijk;

Case 3: Dijk bovenrivierengebied;

Case 4: Boezemkade.

b8.3 Veiligheidsfilosofie (raamwerk)

b8.3.1 Inleiding

Bij de schematisering van het waterspanningsverloop (in tijd en ruimte) in en onder een dijk, ten behoeve van ontwerp- of toetsanalyses, spelen onzekerheden een belangrijke rol. Dit betreft met name:

• onzekerheden over de werkelijk aanwezige situatie (schematiseringsfouten / toevallige effecten);

• b8.3.2.1 Algemeen

  tekortkomingen in de modellen waarmee fysische processen worden beschreven (modelfouten).

  Het omgaan met deze onzekerheden betekent in de praktijk dat belangrijke invoergegevens (laagopbouw, parameters), veelal ‘gevoelsmatig’ in meer of mindere mate aan de veilige, conservatieve kant worden gekozen. Binnen een zekere bandbreedte resulteert dit in een meer of minder veilige schematisering van de waterspanningen onder ontwerpomstandigheden, welke wordt gebruikt bij bijvoorbeeld de stabiliteitsanalyse van een dijk.

  Hoe conservatief het uiteindelijke resultaat van dit proces is, en of dit wel conservatief genoeg is of misschien wel te conservatief, is afhankelijk van persoonlijke inschatting van de geotechnische adviseur. De indruk bestaat dat het in de regel wel goed gaat. Echter, praktijkervaringen (gerelateerd aan met ontwerpwaterstanden vergelijkbare extreme hoogwatersituaties) om tot een objectief recept te komen zijn er eigenlijk niet.

  Door een probabilistische aanpak kunnen onzekerheden zichtbaar en in zekere zin geobjectiveerd worden. Hieronder wordt nader ingegaan op mogelijkheden van een probabilistische benadering van het schematiseren van een voldoende veilig waterspanningsbeeld.

  b8.3.2 Objectiveren van de veilige schematisering

  Bij de stabiliteitsanalyse van een dijk vormt de schematisering van het waterspanningsverloop één van de vele stappen in de bepaling van de veiligheid tegen afschuiven, welke wordt uitgedrukt in een stabiliteitsfactor. In iedere stap kan een meer of minder veilige inschatting van de werkelijkheid worden gemaakt. Het eindresultaat van dit hele proces is een discrete schatting van de stabiliteitsfactor binnen een brede band van mogelijke uitkomsten, waarvan we aannemen dat deze met ‘voldoende kleine’ kans wordt onderschreden.

  Dit proces van schematiseren binnen een bandbreedte van wat mogelijk aanwezig kan zijn, is in onderstaande figuur b8.1 weergegeven voor een viertal belangrijke stappen. Bij elk van de onderdelen van de schematisering (ondergrondmodel, waterspanningen, enz.) zijn verschillende keuzen mogelijk: een schematisering die absoluut veilig is, die wat minder veilig is, enz. tot een optimistische schematisering. Het aaneenschakelen van voor ieder onderdeel absoluut veilige schematiseringen wordt in het diagram aangegeven met de onderste schuine lijn. Hierbij wordt veiligheid op veiligheid gestapeld. Het aaneenschakelen van optimistische schematiseringen wordt aangegeven met de bovenste schuine lijn. Hierbij wordt onveiligheid op onveiligheid gestapeld. De dikke lijn geeft, kwalitatief, een praktische uitwerking van een schematisering ten behoeve van een stabiliteitsanalyse weer. De golven geven aan dat iedere stap bestaat uit substappen met eigen onzekerheden, die allen in meer of mindere mate worden afgedekt door meer of minder veilige benaderingen. Op de verticale as aan de rechterzijde is de bandbreedte (spreiding) van uitkomsten van stabiliteitsanalyses (stabiliteitsfactoren) op basis van de mogelijk te kiezen schematiseringen aangegeven (de getallen in figuur b8.1 zijn fictief). De totale bandbreedte weerspiegelt het effect van de onzekerheden in de ‘werkelijke’ stabiliteitsfactor.

  In figuur b8.1 wordt gesuggereerd dat de vier onderscheiden typen onzekerheden in ongeveer gelijke mate bijdragen aan de onzekerheid in het eindresultaat (bandbreedte vanuit iedere stap is gelijk). In werkelijkheid is dat niet het geval. De onzekerheid over sommige onderdelen van de schematisering zal sterker doorwerken in de onzekerheid over de stabiliteitsfactor dan de onzekerheden over andere onderdelen van de schematisering. Ook per situatie zijn genoemde onzekerheidsverhoudingen verschillend. Er bestaat derhalve geen algemeen toepasbaar beeld voor de bijdragen van afzonderlijke onzekerheden aan de totale onzekerheid, maar de ervaring leert dat met de huidige stand der kennis de onzekerheden in grondopbouw en waterspanningen sterker doorwerken in de berekende macrostabiliteitsfactor dan grondparameter- en modelkeuzen.

  Daarnaast speelt ook het effect van waterspanningsmetingen en grondonderzoek een rol. Metingen verkleinen onzekerheden, en daarmee de bandbreedte van mogelijke uitkomsten.

  

  Figuur b8.1 Bandbreedte van berekende stabiliteitsfactor (macrostabiliteit binnenwaarts) als gevolg van door onzekerheden ingegeven mogelijke keuzen bij de schematisering (de getallenrange is fictief). De dikke lijn representeert een betrekkelijk veilige wijze van schematiseren.

  Figuur b8.1 is nog geen concreet recept voor het veilig (maar niet te conservatief) schematiseren. Stel, om de gedachten te bepalen, dat een stabiliteitsfactor van 1,50 een goede benadering is van de ‘werkelijke’ stabiliteitsfactor, en dat een schematisering die tot een stabiliteitsfactor van 1,10 leidt een veilige (maar niet te conservatieve) schematisering is. De dikke lijn in het diagram leidt tot die waarde. Aan de hellingen kunnen we zien dat bij deze lijn gekozen is voor een enigszins veilige schematisering van het ondergrondmodel, een ‘best guess’ modelkeuze voor de stabiliteitssom (rekenmodelkeuze, inclusief ‘modelfactor’) en ‘absoluut’ veilige keuzen voor waterspanningen en grondparameters

  We concluderen derhalve dat het maken van ‘voldoende veilige keuzes’ voor een onderdeel van de totale schematisering (bijvoorbeeld waterspanningen) niet los gezien kan worden van keuzes die voor andere onderdelen van de totale schematisering worden gemaakt. Dit vraagt om een integrale analyse. Een aangewezen instrument daarvoor is een probabilistische benadering. De ontwikkeling van probabilistische benaderingen op dit gebied is nog volop gaande.

  b8.3.2.2 Theoretische (probabilistische) benadering voor macrostabiliteit

  Bij de probabilistische benadering van bijvoorbeeld de kans op een afschuiving van een dijk wordt gestuurd op een maximaal toelaatbare faalkans. Uitgaande van de vier typen onzekerheden in figuur b8.1 wordt de werkelijke kans op instabiliteit Pinstin theorie bepaald door de kansverdelingen van mogelijke ondergrondmodellen, waterspanningen, grondparameters en berekeningsmodellen, en daarmee indirect door de verdelingsfunctie van de stabiliteitsfactor.

  Hieruit volgt dat de ‘ontwerpwaarde’ van het waterspanningsverloop bepaald wordt door enerzijds de kansverdeling van onzekerheden met betrekking tot het waterspanningsverloop, en anderzijds de relatieve bijdrage van die verdeling aan de kansverdeling van de stabiliteitsfactor. Met het eerste is bedoeld de spreiding of onzekerheid over de optredende waterspanningen. Deze kan per situatie sterk verschillen. Grote onzekerheid kan, zoals al eerder aangegeven, worden beperkt door uitvoeren van metingen. Met het tweede wordt bedoeld de bijdrage van de onzekerheid over het optredende waterspanningsverloop ten opzichte van de bijdragen van de andere onzekerheidsbronnen. Indien deze bijdrage klein is speelt de onzekerheid ten aanzien van het waterspanningsverloop, zelfs als deze op zich relatief groot is, een ondergeschikte rol.

  Het langs deze weg bepalen van de invloed van onzekerheden van het waterspanningsverloop is, vanwege com- plexiteit en bewerkelijkheid, ook op langere termijn ongeschikt voor de routinematige adviespraktijk. Wel zou langs deze weg gezocht kunnen worden naar een mogelijk vereenvoudigde probabilistische benadering (semi probabilistische benadering), met behulp van probabilistische gevoeligheidscoëfficiënten. Deze gevoeligheidscoëf- ficiënten, ook wel -factoren genoemd, kwantificeren de relatieve bijdrage van de afzonderlijke onzekerheden aan de onzekerheidsmarge van de stabiliteitsfactor. Een hoge waarde van de -factor staat daarbij voor een grote bijdrage aan onzekerheid van het eindresultaat, een lage waarde voor een kleine bijdrage. Als met een probabilistische benadering de -factor van het waterspanningsverloop bepaald wordt, kan daarmee vervolgens de ontwerpwaarde van het waterspanningsverloop rechtstreeks worden benaderd als functie van de verwachtingswaarde en een maat voor de spreiding.

  De bijdrage van de onzekerheid in het waterspanningsverloop aan de faalkans is te schrijven als

  

  Aan de hand van de kans P(W > Wontw) en de stochastische karakterisering van de waterspanningen kan de ont- werpwaarde van het waterspanningsverloop Wontw berekend worden. De juiste waarde van de -factor van het waterspanningsverloop zal van mechanisme tot mechanisme verschillen, maar daarnaast ook per mechanisme van situatie tot situatie verschillen. Pas nadat meer zicht is gekregen op de mogelijke waarden van de -factor voor bepaalde mechanismen in bepaalde situaties, kunnen wellicht min of meer algemeen toepasbare -factoren worden vastgesteld.

  b8.3.2.3 Analyse van schematiseringsaanpakken in de praktijk

  Een bruikbare manier voor het ontwikkelen van richtlijnen voor veilige schematisering van de verschillende componenten van het totale waterspanningspatroon is het analyseren van de huidige adviespraktijk (de objectieve keuzen). De onderwerpen die in een dergelijke evaluatie aan de orde komen zijn:

• Het detecteren en objectiveren van de stappen waarmee de adviseur gewoonlijk tot zijn schematisering van het

  waterspanningsverloop komt.

• De mogelijke interpretatieverschillen binnen dit proces en het effect daarvan op de veiligheid van de schematisering.

• Het effect van de stapeling van veiligheden (in de verschillende schematiseringsstappen) op de veiligheid van de uiteindelijke schematisering.

• Het gebruik en nut van metingen.

  Feitelijk komt dit dus neer op het analyseren van de wijze waarop in de praktijk de tweede stap van het in figuur b8.1 weergegeven schematiseringsproces wordt doorlopen. Deze is onderverdeeld in meerdere substappen waarin een meer of minder veilige benadering kan worden gevolgd. Ter indicatie is een dergelijke onderverdeling en de bandbreedte van het mogelijke effect op de resultaat van de stabiliteitsanalyse weergegeven in figuur b8.2, uitgaande van definitieve vaststelling van ondergrondmodel (stap 1), grondparameters (stap 3) en modelkeuze stabiliteitssom (stap 4) in figuur b8.1.

  

  Figuur b8.2 (Fictieve) bandbreedte van de stabiliteitsfactor als gevolg van door onzekerheden ingegeven keuzen bij de schematisering van waterspanningen

  b8.3.3 Schematisering bij Bewezen Sterkte aanpak

  Het schematiseren van waterspanningen bij de bewezen sterkte aanpak voor bijvoorbeeld taludstabiliteitscontrole vergt speciale aandacht. Bij stabiliteitscontroles op basis van het bewezen sterkte principe hebben we te maken met schematisering van waterspanningen die moeten zijn opgetreden in de historische (overleefde) situatie en schematisering van waterspanningen in de ‘toetssituatie’. Hiervoor geldt dat bij de analyse van onzekerheden onderscheid wordt gemaakt tussen onzekerheden die zich in gelijke mate manifesteren in de historische en de toetssituatie (‘gecorreleerde onzekerheden’) en onzekerheden die zich verschillend kunnen manifesteren (‘ongecorreleerde onzekerheden’), aangezien omstandigheden kunnen zijn gewijzigd.

  Globaal geldt dat bij ongecorreleerde onzekerheden voor de historische situatie uit moet worden gegaan van een voor de stabiliteit relatief gunstige realisatie, terwijl voor de toetssituatie uitgegaan moet worden van een relatief ongunstige realisatie.

  Ten aanzien van de gecorreleerde onzekerheden geldt dat niet vooraf te zeggen valt of de aanname van een voor de stabiliteit gunstige of ongunstige realisatie (dus zowel voor de historische als de toetssituatie) maatgevend is voor de bewezen sterkte analyse. Dit houdt in, dat in de bewezen sterkte analyse proberenderwijze de maatgevende aanname voor gecorreleerde onzekerheden moet worden gezocht (werken met verschillende scenario’s). Mogelijk kan het werken met verschillende scenario’s voor de gecorreleerde onzekerheidscomponent in de waterspanningen worden ondervangen door de onzekerheidseffecten in de bewezen sterkte analyse te compenseren met een modelonzekerheidsfactor. In dat geval zou kunnen worden uitgegaan worden van een ‘best guess’ aanname voor gecorreleerde onzekerheden in de waterspanningen.

  b8.3.4 Aanbeveling

  In paragraaf b8.3.2 is een analyse met oplossingsrichting gegeven ten aanzien van het veilig modelleren van waterspanningen ten behoeve van stabiliteitscontrole bij dijken. Een theoretisch juiste benadering is om het veilig schatten van waterspanningen te bezien in de context van het gehele modelleringsproces voor stabiliteitscontrole. Dit proces kan worden opgeknipt in deelprocessen, waarvan het modelleren van waterspanningen er een is, naast modelleren van de ondergrondopbouw, grondeigenschappen en het mechanisme (keuze rekenmodel). Dit deelproces kan weer verder worden opgeknipt in, op hoofdlijnen, drie onderdelen, namelijk modellering van:

• waterspanningen in de watervoerende zandlaag;

• freatische stijghoogten in de dijk;

• waterspanningsverloop in het dijklichaam en onderliggende klei en veenlagen, tot de watervoerende zandlaag.

  Voor elk van die drie onderdelen worden in de praktijk modelleringen gebruikt, waarvoor richtlijnen zijn aangegeven in bestaande TAW-leidraden en handreikingen (bijlage 9). Doorgaans is aan het omgaan met onzekerheden (en dus de vraag hoe te komen tot veilige modelleringen) in die leidraden en handreikingen geringe aandacht besteed. De gebruikelijke praktijk is het werken met ‘best guesses’, zowel voor modelkeuze als voor de parameters in die modellen.

  Voor een eerste stap op weg naar handreikingen ten behoeve van de veilige schatting van waterspanningen wordt het volgende aanbevolen:

  Breng de gebruikelijke werkwijzen voor het bepalen van waterspanningen in beeld. Tot nu toe zijn dat de ‘best practices’.

  Bij een nadere uitwerking worden de werkwijzen voor het schematiseren van de verschillende waterspannings- onderdelen nog eens goed onder de loep genomen, met het doel om de kritieke stappen of kritieke parameters erin te identificeren. Dat wil zeggen stappen of parameters waarvoor de waterspanningen het meest gevoelig zijn.

  Vervolgens worden voor die kritieke stappen of parameters keuzen gedaan die moeten leiden tot ‘veilige’ schattingen van de waterspanningen (voor elk waterspanningsonderdeel). Dit kan bijvoorbeeld door voor kritieke parameters te werken met ‘representatieve’ waarden (karakteristieke waarden) en/of het introduceren van (deel)modelonzekerheidsfactoren.

  b8.4 Witte vlekken

  b8.4.1 Bepaling Freatische lijn

  De manier waarop de freatische lijn wordt vastgelegd hangt af van verschillende factoren, zoals wel/geen waterspan- ningsmetingen, beoordeling van de binnen/buitenwaartse stabiliteit, zand/klei dijk en samendrukbare/zandige on- dergrond. In bijlage 1 zijn aanwijzingen gegeven voor het maken van een eerste schatting van de waterspanningen bij extreme omstandigheden als er geen metingen beschikbaar zijn. In de huidige adviespraktijk wordt de waterdruk in de dijk bij maatgevend hoogwater vaak verkregen uit extrapolatie van metingen van het waterdrukverloop, ten gevolge van schommelingen in het getij of van het passeren van een hoogwatergolf.

  De drukopbouw onder gemiddelde omstandigheden verloopt niet-lineair met de diepte. Dit is het gevolg van:

• vertraging in de aanpassing van de waterdruk in de dijkkern op veranderende randvoorwaarden;

• elastische berging tijdens infiltratie (met name luchtinsluiting en verzadigingsgraad).

  Door het tijdsafhankelijke gedrag van de waterdrukverdeling zal een extrapolatie van de meetgegevens onder gemiddelde omstandigheden hoogstwaarschijnlijk leiden tot fouten in de voorspelde waterdruk tijdens MHW. In de kleiige gedeelten in de kruin zal de waterdruk over het algemeen worden overschat, met als gevolg een te lage, ongunstige schatting van de binnenwaartse macrostabiliteit.

  Overschatten is echter niet altijd het geval. Bij waterspanningensmetingen van een kleidijk tussen Lexmond en Vianen is gebleken dat tijdens kortdurend hoog water de freatische lijn, anders dan verwacht, toch opliep. Dit kon worden verklaard met scheurvorming in de deklaag, een hoge lokale verzadigingsgraad en inhomogeniteiten (relatief ondoorlatende zones).

  Door de relatieve korte duur van hoog water bij zeedijken, kan de overschatting van waterspanningen (en daarmee onderschatting van de sterkte) daarvoor groter zijn dan in geval van langdurige infiltratie, zoals in geval van hoogwater voor rivierdijken. Betere kennis van het (on-)verzadigde materiaalgedrag (doorlatendheid en vochtgehalte als functie van de druk) van dijkmateriaal is nodig om een uitspraak te kunnen doen of er ook een toename in de sterkte van rivierdijken mogelijk zal zijn.

  De infiltratiecapaciteit is afhankelijk van het al of niet aanwezig zijn van de zandige lagen in het talud. Met behulp van vochtgehaltemeters kan een beter inzicht in het vol- en leeglopen van zandige gedeelten worden verkregen. In ondoorlatende zones is niet de infiltratiecapaciteit, maar een relatief hoge verzadigingsgraad de oorzaak van freatische veranderingen bij geringe infiltratie.

  De belangrijkste onderwerpen voor vervolgonderzoek voor ‘Infiltratie in het buitentalud’ zijn:

• het bepalen van het onverzadigde materiaalgedrag (doorlatendheid en verzadigingsgraad als functie van de druk) van de toplaag, het zandcunet en het gebied net daaronder. Metingen zowel in-situ als op laboratoriumschaal zijn zinvol;

• de bepaling van het drukhoogteverloop onder gemiddelde omstandigheden, met name de invloed van het

  tijdsafhankelijk verloop van de neerslag en verdamping op het drukverloop in de dijk;

• de bepaling van freatisch gedrag in (oude) kleidijken.

  b8.4.2 Extreme neerslag

  In veel gevallen in de adviespraktijk zal het voldoende zijn om extreme neerslag in rekening te brengen conform paragraaf 2.4.5. De daarin voorgestelde verhoging van de freatische lijn bij extreme neerslag is waarschijnlijk voldoende realistisch. De toename van de waterspanning in de diepere lagen zoals daar is beschreven, is op grond van de in dit deelonderzoek uitgevoerde berekeningen aan de conservatieve kant.

  In situaties in de adviespraktijk waar de te verwachten verhoging van de freatische lijn en waterspanning bij extreme neerslag beter onderzocht moet worden, of waar inzicht nodig is voor de initiële conditie in verband met het bestuderen van andere mechanismen, zal het moeilijk zijn om een precieze toename te voorspellen. Zowel extrapolatie van meetgegevens als het uitvoeren van berekeningen kan niet leiden tot een precieze voorspelling.

  Voor een specifieke situatie zal er vrijwel nooit gelegenheid zijn om door middel van terrein- en laboratoriumonderzoek voor alle variabelen de juiste waarde vast te stellen. Er is een veelheid aan factoren die een rol spelen. Elk van deze factoren heeft binnen bijvoorbeeld een dijkvak een spreiding. Door het uitvoeren van berekeningen kan inzicht worden verkregen in de processen die een rol spelen bij de verhoging van de freatische lijn en de waterspanning door extreme neerslag. Door in de berekeningen te variëren met verschillende variabelen ontstaat inzicht in de te verwachten freatische lijn en waterspanning onder extreme condities. Natuurlijk is een realistisch beeld van de in situ te verwachten waarde van de variabelen en de daarbij behorende bandbreedte wel noodzakelijk. Metingen met waterspanningsmeters kunnen helpen een beeld te krijgen van de gemiddelde freatische lijn en de waterspanning in een dijk. De resultaten van de berekeningen kunnen worden afgestemd op de resultaten van de metingen in de dijk. Verder is het aan te raden om bij de berekeningen uit te gaan van een tijdsafhankelijke neerslag.

  De computerprogramma’s Seep/w of PLAXIS zijn geschikt om een beeld te krijgen van het freatisch gedrag.

  b8.5 Keuzes en aanbevelingen

  In het waterspanningenpatroon van dijken bij maatgevende waterstandscondities kunnen globaal de volgende belangrijke componenten worden onderscheiden:

• waterspanningen in onderliggende (watervoerende) zandlagen die in verbinding staan met het buitenwater

  (deze zijn van belang voor controles op opbarsten/piping en van de macrostabiliteit van het binnentalud);

• freatische waterspanningen (deze zijn van belang voor controles van de macrostabiliteit en de microstabiliteit);

• waterspanningen in cohesieve lagen boven het grensvlak met de onderliggende zandlaag.

  Voor het modelleren van die waterspanningscomponenten zijn in de afgelopen decennia ‘best practices’ ontwikkeld, die zijn vastgelegd in diverse TAW-Leidraden, Handreiking Constructief Ontwerpen [HCO, 1994] en dagelijkse adviespraktijk. Gekozen is om die ‘best practices’ als uitgangspunt te kiezen bij het opstellen van het TRW. Het gaat daarbij zowel om zowel rekenmodel-aanpakken als om empirische regels.

  Bij in de praktijk ontstane empirische modelleringsregels kan er vooralsnog van worden uitgegaan dat die (voldoende) conservatief zijn. Deze regels komen in het algemeen voort uit (meet)ervaringen.

  Naast modellering op basis van rekenmodellen of empirische rekenregels zal men in de praktijk veelal ook beschikken over waterspanningsmetingen, echter in situaties die niet maatgevend zijn. Het hieruit afleiden van waterspanningen in maatgevende situaties gebeurt vaak op basis van eenvoudige extrapolatieberekeningen.

  Voor zover rekenmodellen worden gebruikt bij het modelleren van waterspanningen (bijvoorbeeld geohydrologische rekenmodellen in de Leidraad voor het ontwerpen van Rivierdijken [LOR1 en LOR2, 1989]) wordt uitgegaan van een gegeven schematisering van de (onder)grondconfiguratie in, onder en naast de dijk. Onzekerheden in die schematisering leiden uiteraard tot onzekerheden over het werkelijk optredend waterspanningenpatroon. Het is daarom van belang om bij het modelleren van waterspanningen de invloed van reëel geachte mogelijke afwijkingen van de ondergrondconfiguratie in de modellering te betrekken

  Op de vraag in welke mate onzekerheden van waterspanningscomponenten moeten worden meegenomen bij het vaststellen van ‘ontwerp-waterspanningen’ kan momenteel geen theoretisch onderbouwd antwoord worden gegeven. Naast de grootte van de onzekerheden speelt hierbij ook de vraag wat het effect daarvan is op de te controleren mechanismen en de vraag welke veiligheidsnormstelling voor de mechanismen moet worden aangelegd en welke andere onzekerheden bij de mechanismeveiligheid ook een rol spelen. Een adequaat antwoord kan worden verkregen met een integraal (probabilistisch) veiligheidsonderzoek. Een dergelijk onderzoek wordt aanbevolen.

  Referenties bij bijlage 8

  [HCO, 1994]

  Handreiking Constructief Ontwerpen, Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen (TAW), 1994.

  [LOR1, 1989]

  Leidraad voor het ontwerpen van rivierdijken, deel 1 – bovenrivierengebied, Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen, ‘s-Gravenhage, september 1989.

  [LOR2, 1989]

  Leidraad voor het ontwerpen van rivierdijken, deel 2 – benedenrivierengebied, Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen, ’s-Gravenhage, september 1989.

  [LTV, 1999]

  Leidraad Toetsen op Veiligheid, Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen (TAW); ’s-Gravenhage, september 1999.

  [TRWG, 2001]

  Technisch Rapport Waterkerende Grondconstructies, Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen (TAW), Delft, juni 2001.