Inleiding
Stabiliteitcontroles met behulp van volledig probabilistische rekenmodellen behoren vooralsnog niet tot de standaarduitrusting van elke geotechnische adviseur. Al vele jaren is, met wisselende intensiteit, gewerkt aan de ontwikkeling van rekenmodellen voor probabilistische stabiliteitsanalyses. Er zijn inmiddels wel computerprogramma’s beschikbaar, die voornamelijk gebruikt zijn (en worden) in onderzoeksprojecten. Incidenteel ook wel bij geavanceerde veiligheidstoetsingen waarbij het werken met de gangbare deterministische (of semi-probabilistische) rekenmodellen voor macrostabiliteit niet tot het gewenste resultaat leidt.
Zo bestaat er binnen MStab de mogelijkheid met diverse modellen (Bishop, Spencer, Fellenius, LiftVan) probabilistische stabiliteitsanalyses uit te voeren door de module Reliability Analysis te activeren. Daarbij wordt uitgegaan van de gemid- delde schuifsterkte met een standaardafwijking langs het afschuifvlak binnen een grondlaag. Daarnaast is er in MStab een module Bishop probabilistic random field beschikbaar. Met deze module kunnen alleen berekeningen volgens het Bishopmodel worden uitgevoerd, waarbij wordt uitgegaan van een stochastisch model voor ruimtelijke variatie van schuifsterkteparameters binnen de grondlagen. Beide modules zijn in een gebruiksvriendelijke versie (Windows-versie) voor de markt beschikbaar.
Mogelijk zijn ook andere rekenmodellen voor probabilistische stabiliteitsanalyse in omloop, een uitputtend overzicht van beschikbare software wordt hier niet beoogd. De twee bovengenoemde modellen worden met name genoemd als voorbeelden waarbij de opzet van de probabilistische analyse essentieel verschil- lend is. Dit blijkt uit Bijlage B, waarin modelleringaspecten worden besproken. Het moge na lezing van die bijlage duidelijk zijn dat dit ook verschillende eisen stelt aan de in te voeren parameters voor een berekening. Daarmee wordt nog eens benadrukt hoe belangrijk het is dat een potentiële gebruiker eerst de achtergrond van een rekenmodel goed doorgrondt alvorens het te gebruiken voor advisering.
Juist vanwege het beperkte gebruik is nog weinig geïnvesteerd in de gebruiksvriende- lijkheid van genoemde rekenmodellen. Dat impliceert dat het gebruik van die modellen relatief arbeidsintensief is, wat, zolang het om beperkte toepassing gaat niet nood- zakelijk onacceptabel hoeft te zijn. Toenemende vraag zal ongetwijfeld leiden tot gebruiksvriendelijkere software.
Belangrijke oorzaken voor de beperkte toepassing in de praktijk zijn:
- een probabilistische aanpak wordt veelal toch gezien als een uiterste terug- valoptie, wanneer het scala aan traditionele technieken is uitgeput;
- samenhangend hiermee is daardoor bij veel geotechnische adviseurs ook weinig ervaring en gevoel ontwikkeld voor het opzetten van probabilistische stabiliteitsanalyses en het interpreteren van berekeningsresultaten ervan. Mede debet hieraan is dat er meer berekeningsparameters moeten worden ingevoerd, die tenminste voor een deel niet erg tot de verbeelding spreken. Vaak zijn dat wel parameters die de resultaten van een probabilistische analy- se sterk beïnvloeden. Dat leidt tot onzekerheid over en scepsis ten aanzien van de aanpak en de berekeningsresultaten: ‘de uitkomsten kunnen alle kanten op gaan!’. Dat laatste geldt uiteraard ook voor deterministische reken- modellen. Belangrijk verschil is, echter, dat hiervoor wel een referentiekader is opgebouwd waardoor de uitkomsten van een deterministische analyse beter geplaatst kunnen worden;
- dat er formeel geen regelgeving is ten aanzien van aan te houden toetscriteria in termen van geaccepteerde faal- of bezwijkkansen. Dit betekent dat kiezen voor een probabilistische aanpak in en actuele ontwerp- of toetssituatie, mogelijk ook leidt tot een discussie over de normstelling.
De laatste jaren is toename te bespeuren in zowel de behoefte aan als het daad- werkelijk gebruik van probabilistische aanpakken ten behoeve van het ontwerpen en vooral ook toetsen van waterkeringen. Die toegenomen behoefte komt voort uit de maatschappelijke druk om bij de veiligheidstoetsing soms tot het uiterste te gaan. Dijken, die op basis van de klassieke deterministische (of semi-proba- bilistische) rekentechnieken niet het predicaat ‘goed’ of ‘voldoende’ kunnen verwerven, hebben soms wel een staat van dienst die gevoelsmatig weinig ruimte laat voor twijfel over de veiligheid ten aanzien van de waterkerende capaciteit.
Geavanceerde toetsingsmethoden, waaronder probabilistische benaderingen, worden dan uit de kast getrokken om aan die gevoelsmatige beoordeling een rationele grondslag te geven.
Toename van het gebruik van probabilistische aanpakken is ook te danken aan de TAW-Marsroutestudies en, in het verlengde daarvan, vervolgstudies als TAW-SPRINT en Veiligheid van Nederland in Kaart (VNK). In deze studies is onder ande- re ervaring opgedaan met het uitvoeren van probabilistische stabiliteitsanalyses en zijn bruikbare ideeën omtrent te stellen eisen aan faal- en bezwijkkansen ontstaan.
Doel van dit hoofdstuk is om enig inzicht te verschaffen in de opzet van probabilistische aanpakken bij het toetsen van macrostabiliteit bij dijken. Het voert te ver om rekenmodellen hier uitgebreid te beschrijven. In Bijlage B wordt nader ingegaan op modelleringsaspecten en daaruit voortvloeiende consequenties voor de parameterkeuze voor een berekening. Ook wordt daar verder verwezen naar handleidingen en onderliggende rapportages. Verder worden in die bijlage enkele richtinggevende voorbeelden gegeven.
