Indringingslengte (bij par. 2.2.10) - Bijlage 4

Indringingslengte (bij par. 2.2.10)

De aanpassing van de waterspanningen u in een kleilaag aan een wijziging van de randvoorwaarden, zoals bijvoorbeeld de waterspanning in een onderliggende, watervoerende zandlaag, kan geruime tijd duren.

Het aanpassingsproces wordt beschreven door de vergelijking voor ééndimensionale consolidatie:

Opgemerkt wordt dat hier niet de normale samendrukkingscoëfficiënt voor nieuwe belastingen, maar die voor herbelasting moet worden toegepast. Daarmee wordt dan een consolidatiecoëficiënt in geval van herbelasting berekend.

Een voorbeeld van de aanpassing van waterspanningen in een kleilaag, bij een gegeven drukgolf in de zandondergrond, is gegeven in figuur b4.2. De grafiek links in de figuur geeft het verloop van de drukgolf in de zandondergrond weer als percentage van de piekwaarde (welke wordt bereikt op dag 9). De grafiek rechts in de figuur geeft de aanpassing van de waterspanningen in de aangrenzende kleilaag weer. Hierin is te zien dat de waterspanningen op het grensvlak tussen de zandondergrond en de kleilaag het verloop van de drukgolf direct volgen, en dat er verder in de kleilaag sprake is van een steeds grotere demping en vertraging.

Figuur b4.2 Voorbeeld van aanpassing van waterspanningen in een kleilaag (rechts), bij een gegeven drukgolf in de ondergrond (links)

In de literatuur [GeoDelft, 1978] is op basis van een analytische oplossing een eenvoudige benaderingsmethode gegeven voor de aanpassing van de waterspanning u in een kleilaag aan een plotselinge wijziging van de waterspanning in een onderliggende zandlaag (figuur b4.3): de indringingslaag of kunstmatige leklaag.

Figuur b4.3 Aanpassing van de waterspanning ten gevolge van een plotselinge wijziging van de waterspanning in de onderliggende zandlaag

Het waterspanningsbeeld op een zeker tijdstip wordt benaderd door een stationair waterspanningsverloop in het pakket, waarbij het pakket opgebouwd wordt gedacht uit twee lagen met verschillende doorlatendheden. De dikte van de onderste laag wordt bepaald door de mate van aanpassing.

Voor de dikte geldt dan: 

De fictieve doorlatendheid k’ van de onderste laag volgt uit:

hierin is:

k = de doorlatendheid van de klei [m/s]

L’= de dikte van de aanpassingzone [m]

s = het stationaire deel van de wateroverdruk [-]

d = de dikte van de kleilaag [m]

In de praktijk wordt wel gerekend met een veilige benadering en wordt voor de indringingslengte 3,0 m aangehouden voor het rivieren- en merengebied en 1,0 m voor benedenrivierdijken en zeedijken.