Als gevolg van technische en maatschappelijk ontwikkelingen komen bij het toetsen op macrostabiliteit in toenemende mate situaties voor waarbij klassieke rekenmodellen tekort schieten. Dit is het geval bij waterkeringen met een complexe geometrie en/of grondlaagstratificatie en in situaties waarin constructieve elementen in de waterkering zijn aangebracht. In dergelijke situaties is er vaak sprake van een complex bezwijkmechanisme, dat alleen met behulp van de Eindige Elementen Methode (EEM) goed kan worden getoetst.
Met het rapport “Analyse Macrostabiliteit Dijken op basis van de Eindige Elementen Methode” van december 2010 wordt een eenduidige richting gegeven voor het op basis van een 2D plane strain EEM-berekening uitvoeren van een toets van bestaande, constructief versterkte dijken op macrostabiliteit. Waarmee tot een toetsresultaat kan worden gekomen dat qua veiligheid in overeenstemming is met een toetsing volgens de bestaande normen met klassieke rekenmodellen. Wat uiteindelijk leidt tot een eenduidige en betrouwbare (en daarmee geaccepteerde) wijze om de stabiliteit van een primaire waterkering aan de wettelijk vereiste veiligheid te toetsen.
Deze voorbeeldcase is gebaseerd op een werkelijke situatie, die echter is aangepast om de volledige werking van het stappenplan te illustreren. De aanpassingen hebben vooral betrekking op de sterkte-eigenschappen van grondlagen en de constructieve versterking. Er is dan ook geen toetsing op basis van een klassieke glijvlakberekening voorhanden.
Belangrijk: In een feitelijke toetsing is het noodzakelijk om een toetsing van de groene dijksituatie (dus zonder constructieve elementen) met zowel een klassieke glijvlakberekening als met een EEM-model te hebben. Deze beide toetsingen zouden een vergelijkbaar resultaat qua mechanisme en stabiliteitsfactor moeten opleveren, om de bruikbaarheid van de uitgevoerde EEM-toetsing met constructieve versterking te kunnen motiveren.
Bij gebruik van de het rapport “Analyse Macrostabiliteit Dijken op basis van de Eindige Elementen Methode” en interpretatie van deze voorbeeldcase dient rekening te worden gehouden met het feit, dat in het ontwikkelen van de handreiking de nadruk heeft gelegen op het ontwikkelen van een conservatief stappenplan voor waterkeringen zonder constructies of met eenvoudige constructies (zoals damwanden). Er is nog niet nagegaan tot welk betrouwbaarheidsniveau het geheel van regels en procedures in het rapport in de praktijk leidt. In de toekomst zal er op basis van voortschrijdend inzicht uit vervolgonderzoek waarschijnlijk scherper kunnen worden getoetst. Daarvoor is wel meer inzicht noodzakelijk in:
-
de invloed van de constructieve elementen en de grondconstructie interactie op de
hoogte van de veiligheidsfactoren;
-
de ruimte die er in de additionele veiligheidsfactoren ten behoeve van de onzekerheden in de rekenmethode voor de krachtsverdeling in constructieve elementen zit;
-
de invloed van de verdeling van de grondstijfheid op de krachtsverdeling;
-
de waarde van ongedraineerde analyses met eindige elementen modellen.
Tot slot dient nog te worden vermeld dat in het stappenplan volgens het rapport “Analyse Macrostabiliteit Dijken op basis van de Eindige Elementen Methode” de materiaalfactoren worden geadviseerd die, net als in de huidige praktijk, zijn gebaseerd op resultaten uit multi- stage triaxiaalproeven. Dit gaat op korte termijn waarschijnlijk veranderen.
