Opdrijven - Macrostabiliteit binnenwaarts

Bij opdrijven is sprake van een afschuiving over een gedeeltelijk recht en een gedeeltelijk gebogen schuifvlak. Deze situatie kan zich voor doen in een gebied waar zich in de ondergrond een zandlaag (of het pleistocene pakket) bevindt in of onder een pakket van slappe lagen. Zulke ondergronden zijn voornamelijk te vinden in het westen van Nederland. De zandlagen staan veelal rechtstreeks in contact met rivieren en de stijghoogte is dus afhankelijk van de waterstand in de rivieren. Bij een hoge waterstand kan de waterdruk in de zandlaag dusdanig hoog worden dat de daarop rustende slecht doorlatende deklaag wordt opgedrukt. De schuifweerstand tussen de zandlaag en de deklaag wordt verminderd.

Uit observaties van bezwijkgevallen (bijvoorbeeld Streefkerk-Midden) en eindige elementen berekeningen wordt aangenomen dat bij opdrijven een wat afwijkend bezwijkmechanisme kan optreden [2]. Bij laag water, voordat er sprake is van opdrijven, is de situatie nog stabiel. Maar de schuifweerstand is over een groot deel van de actieve zone al gemobiliseerd. In de passieve zone is nog geen of nauwelijks sprake van enige plasticiteit. De kracht die de potentieel afschuivende grondmoot op de passieve zone uitoefent, wordt door schuifspanningen naar het zandpakket afgedragen.

Bij hoge buitenwaterstanden stijgt de waterspanning in het zandpakket. Daardoor daalt de korrelspanning op het grensvlak van deklaag en het zand: de schuifweerstand op dit grensvlak afneemt. Als de waterspanning in de zandlaag zodanig oploopt dat de deklaag opdrijft, gaat de schuifweerstand zelfs volledig verloren. Hierdoor kan de kracht afkomstig van de potentieel afschuivende grondmoot niet (of slechts in beperkte mate) worden overgedragen via schuifspanningen op het zand. De krachten moeten zich herverdelen, rekening houdend met de nieuwe randvoorwaarden voor het evenwicht.

Volgens de schematisatie gebeurt het volgende: eerst wordt aan de actieve zijde alle resterende schuifweerstand aangesproken. Hierbij treden nog slechts relatief kleine vervormingen op. Zodra de potentieel afschuivende grondmoot in de actieve zone geen evenwicht meer kan vinden, wordt de passieve zone belast met een horizontale kracht. Maar als de deklaag in de passieve zone is opgedreven, dan kan deze de kracht niet op het zand overbrengen. De opgedreven deklaag moet als drukstaaf fungeren. Een drukstaaf die de horizontale kracht naar een meer polderwaarts gelegen gebied, buiten de opdrijfzone, overdraagt. De kracht in de drukstaaf leidt ertoe dat de drukstaaf vervormt. Doordat deze vervormingen over een aanzienlijke lengte optreden, leidt dat tot grote verplaatsingen van de binnenteen van de dijk dat er in de actieve zone van de dijk sprake is van een afschuiving.

Bij oplopende waterspanningen onder de dijk kan de dijk dus afschuiven doordat er geen krachtenevenwicht heerst of door te grote vervormingen in het achterland. In het eerste geval ontstaat een volledig doorlopende glijvlak naar het maaiveld achter de dijk, waarbij met een berekening het evenwicht langs dit glijvlak kan worden gecontroleerd. In het tweede geval loopt het glijvlak dood in het scheidingsvlak van dek- en zandlaag, alleen de actieve zone is bezweken.

Verlies van binnenwaartse macrostabiliteit door opdrijven is een bijzonder initiërend mechanisme van binnenwaartse macro-instabiliteit. Ook hier ontstaat eerst een scheur. Het intredepunt van de afschuiving kan zowel in de kruin als op het binnen- en buitentalud liggen. Dezelfde (vervolg) mechanismen als in het voorgaande zijn vermeld kunnen hierna optreden.