Case 1 vervolg - Bijlage 2

Overzicht relevante mechanismen

Micro-instabiliteit

Indien de freatische lijn uit het binnentalud naar buiten treedt, kan grond worden meegespoeld. Als de dijk geheel uit klei is opgebouwd, zal in de praktijk de freatische lijn niet uit het binnentalud treden of zal in ieder geval de hoeveelheid uittredend water te gering zijn om het cohesieve materiaal te eroderen. Microstabiliteit kan wel een rol gaan spelen als zandlagen in de dijk aanwezig zijn; indien de dijk voornamelijk opgebouwd is uit zand kan er zelfs een aanzienlijke hoeveelheid water door de dijk stromen.

Afschuiven deklaag binnentalud

Een afdeklaag van klei op het binnentalud kan afschuiven onder invloed van overslaand water (verweking). Indien er wateroverspanning onder de afdeklaag kan ontstaan door onvoldoende drainage, bestaat er eveneens een goede kans dat de deklaag afschuift. Dit laatste is te ondervangen door in de binnenteen van de dijk een drainagevoorziening aan te brengen.

Piping

De hier aanwezige bodemopbouw, zie paragraaf c1.1.1, (in combinatie met het bij maatgevende omstandigheden aanwezige verval) is bij uitstek pipinggevoelig. De waterspanningen in het watervoerende zandpakket zijn zodanig hoog dat opbarsten optreedt en dus piping kan optreden. Dit proces staat uitvoerig beschreven in het Technisch Rapport Zandmeevoerende Wellen [TRZW, 1999]. Tevens wordt verwezen naar de foto’s van de schadebeelden die in bijlage 5 zijn gegeven.

Macro-instabiliteit

Voor de macrostabiliteit zijn zowel de ligging van de freatische lijn als de waterspanningen in het watervoerend pakket en de binnendijkse kleilaag van belang.

In het onderhavige geval is de stabiliteit binnenwaarts bij optreden van maatgevend hoog water bepalend. Vanwege de relatief korte duur van een maatgevend hoogwater, de relatief grote dikte van de kleilaag en het feit dat opbarsten optreedt, wordt uitgegaan van een niet volledige aanpassing van de waterspanningen in de kleilaag. Er wordt een overgangszone (indringingslengte) aangehouden over de onderste meter van het slappe lagen pakket.

Oorzaken van waterspanningen

Waterspanningen in het watervoerend pakket

De waterspanningen in het watervoerend pakket zijn een direct gevolg van het hoogwater en het feit dat de rivier in contact staat met het watervoerend pakket. De waterspanningen worden beperkt door het gewicht van de binnen- dijkse kleilaag (zie figuur c1.3).

Buitendijks speelt de intreelengte nog een rol. Dit is de afstand van de dijk tot het intreepunt waar nog een hydrostatisch drukverloop in het watervoerende pakket aanwezig is. In dit geval is sprake van een zeer kort voorland en is correctie voor een verticale grondwaterstroming niet nodig.

Freatische lijn

De ligging van de freatische lijn wordt bepaald door de grondwaterstroming door de dijk. De ligging van de freatische lijn wordt bepaald door:

• de afmetingen van de dijk;

• het waterstandsverschil;

• de duur van het waterstandsverschil;

• de doorlatendheid van de klei in de dijk;

• Waterspanningen in het binnendijkse kleipakket

  Verkeersbelasting

  Relevante waterspanningsschematiseringen

  de indringing van regenwater in de kern van de dijk, of een reeds aanwezige verhoging van de freatische lijn in de dijk tengevolge van eerdere regenval.

  De waterspanningen in het binnendijkse kleipakket worden bepaald door de waterspanningen in het watervoerende zandpakket en de binnendijkse freatische lijn. In stationaire toestand zal dit een rechtlijnig waterstandsverloop zijn. Vanwege de invloed van het getij in combinatie met de duur van een hoogwater en de grote kleidikte, zal meestal geen stationaire toestand worden bereikt. In het onderste deel van de slappe lagen wordt een indringingslengte aangehouden waarin de waterspanning van het slappe lagen pakket overgaat in die van het er ondergelegen watervoerend pakket.

  Belastingen op de kleilaag geven een additionele verhoging van de waterspanning, zolang de consolidatieperiode nog niet is verstreken. Het betreft hier de invloed van een verkeersbelasting op de dijk, de invloed van eerdere dijkversterkingen en de invloed van de belasting door een plotseling optredend hoog water. In het algemeen is de verkeersbelasting van deze belastingen de belangrijkste.

  Verkeersbelasting – of een andere tijdelijke belasting – zal aanleiding geven tot een verhoging van de waterspan- ningen in het dijklichaam.

  Deze waterspanningen worden op de bestaande waterspanningen gesuperponeerd, niet in de vorm van een andere waterspanningslijn maar door middel van het aanpassingspercentage in de stabiliteitsberekening. In deze case is gerekend met een aanpassing van nul aan de verkeersbelasting.

  In tabel c1.1 is een overzicht gegeven van de relevante waterspanningsschematiseringen.

• Kwantitatieve invulling:

  

  Tabel c1.1 Relevante waterspanningsschematiseringen

• Relevante waterstanden (MHW en GHW): zie figuur c1.2, LLW = NAP – 0,40 m.

• Neerslag: extra opbolling ten gevolge van normale en extreme neerslag wordt afgeleid uit metingen.

• Verkeersbelasting: wordt in geotechnische stabiliteitsberekening apart ingevoerd; waterspanningen uit verkeersbelasting wordt gesuperponeerd (aanpassingspercentage 0%).

• Langzaam dissiperende waterspanningen onder invloed van eerdere verzwaringen van de dijk worden niet afzonderlijk in rekening gebracht. Beschouwd wordt altijd de eindsituatie, na consolidatie ten gevolge van grondaanvullingen. Theoretisch zou een bolvormig verloop van de waterspanningen over het slappe lagenpakket aanwijzingen voor een correctie op de waterspanningsmetingen kunnen geven, maar in de praktijk wordt het verloop doorgaans gebaseerd op waterspanningsmetingen aan de onderzijde van het slappe lagenpakket.