..(~eodelft .2 ( NOV 2QOO 2 4 NOV Rijkswaterstaat, Projectbureau Zeeweringen T.a.v. ing. Y. Provoost Postbus AC GOES CO /18

Transcriptie

1 ..(~edelft.2 ( NOV 2QOO 2 4 NOV 2000 Rijkswaterstaat, Prjectbureau Zeeweringen T.a.v. ing. Y. Prvst Pstbus AC GOES Pstbus AB Delft Stieltjesweg CK Delft Telefn (015) Telefax (015) inf@gedelft.nl Datum Ons kenmerk CO /18 - Onderwerp Rapprtage Brssele Geachte heer Prvst, Hierbij zenden wij u 5 exemplaren van de definitieve rapprtage van de "Geavanceerde tetsing van de Brsseleplder 1". Wij hpen hiermee de pdracht naar tevredenheid te hebben afgernd. Hgachtend, GeDelft Drkiesnummer std@ gedelft. nl Delft Cluster partner KvK Delft

2 I ~,,.... '.,'" Ir" '~,.. :, \~,>r_' ";': " ".;,... IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII!II~ III~I~m~I~ I PZDT-R ken : Definitiève rapprtage. geavanceerde tetsing,b,., 1- _.~~._~ ~ ~- --- _, '.'

3 OO~ 1 750= ~~eödèlft ~"!'~~",,"','.

4 ~ Geavanceerde tetsing van de Brsseleplder 1 definitief CO versie 2 nvember 2000

5 ~GeDelft '.... Geavanceerde tetsing van de Brsseleplder 1 definitief CO nvember 2000 Opgesteld in pdracht van: RIJKSWATERSTAAT, PROJECTBUREAU ZEEWERINGEN POSTBUS AC GOES AFDELING GROND CONSTRUCTIES Prjectleider : ir. P. Meijers / ir. T.P. Stutjesdijk Prjectbegeleider : ir. M. Klein Breteler (WLIDelft Hydraulics) GeDelft Stieltjesweg 2, 2628 CK DELFT Pstbus 69, 2600 AB DELFT Telefn (015) Telefax (015) Pstbank Bank MeesPiersn NV Rpk nr?'i Q? <'i Qll

6 ... ~GeDelft ~. CO BB nvember 2000 rapprtnr: datum rapprt: CO nvember 2000 titel en subtitel: behandelende afdeling: Geavanceerde tetsing van de Grndcnstructies Brsseleplder I prjeetnaam: prjectleider(s): ir. P. Meijers / ir. T.P. Stutjesdijk naam en adres pdrachtgever: Rijkswaterstaat, prjectbureau prjectbegeleider(s): ir. M. Klein Breteler (WLIDelft Hydraulics) referentie pdrachtgever: zeeweringen Pstbus 114 verzenden in: -vud 4460 AC Ges type rapprt: definitief samenvatting rapprt: Bij de Brsseleplder 1 is een geavanceerde tetsing van een ingegten basaltbekleding uitgeverd. Deze tetsing bestnd uit 2 fasen. Fase 1 is uitgeverd in juli Op basis van de bevindingen van fase 1 zijn in fase 2 p 5 plaatsen getij metingen uitgeverd. De resultaten zijn weergegeven en geanalyseerd. Uit de meetresultaten zijn de relevante eigenschappen van de bekleding (drlatendheid tplaag en filter) bepaald. Hiermee is bepaald wat de verdrukken nder de ingegten basaltbekleding zijn nder maatgevende mstandigheden. Resultaat van deze tetsing is dat slechts één van de nderzchte (deel-)vakken vldet. pmerkingen: trefwrden: verspreiding: steenzetting, geavanceerd tetsen, RWS,WL,GD getij meting, Brssele plder pgeslagen p: aantal blz.: nder titel: N:\prjecten.gd\395000\395730\grnd\Rapprt\c395730rap.00I8.dc versie: datum: pgesteld dr: paraaf: gecntrleerd dr: paraaf: Ol Meij / Std MKB (WL) 02 nvember 2000 MeijlStd T~ MKB (WL) Wk~ / GeDelft

7 --(GeDelft.~ CQ B nvember 2000 INHOUDSOPGA VE 1 Inleiding 1 2 Fase 1 geavanceerde tetsing Algemene beschrijving bekleding Lcatiebezek Vrlpige cnclusies Bekledingnummer 51103, niet ingegten basalt 7 e) 3 Gegevens meetlcaties 11 4 Getij meting 13 Principe getij meting Plaats pnemers Resultaten verwerking Interpretatie getij meting 15 5 Narekenen getij meting Beschrijving Steenzet getij versie Aanpassing inver Resultaten narekenen 20 6 Vrspelling van het gedrag tijdens maatgevende cndities Schematisatie statische verdruk Beschuwing buigspanning Resultaten Samenvatting Nadere analyse van de uitkmsten 31 7 Samenvatting 33 BIJLAGEN 2.1 Lcatie 4.1 Getijmeting dp4 4.2 Getijmeting dp6 4.3 Getijmeting dp8

8 --(GeDelft... CO nvember Getijmeting dp Getijmeting dp Resultaat narekenen getij meting dp4 5.2 Resultaat narekenen getij meting dp6 5.3 Resultaat narekenen getij meting dp8 5.4 Resultaat narekenen getij meting dp Resultaat narekenen getij meting dp Stijghgteverschillen tetsing dp4 6.2 Stijghgteverschillen tetsing dp6 6.3 Stijghgteverschillen tetsing dp8 6.4 Stijghgteverschillen tetsing dp Stijghgteverschillen tetsing dp29 Ftbijlage

9 --(GeDelft.-- CO nvember Inleiding In juli 1999 is in pdracht van Rijkswaterstaat, Prjectbureau Zeeweringen, fase 1 van de geavanceerde tetsing van de bekleding van de bekleding p de dijk aan de Westersehelde langs de Brsseleplder 1 uitgeverd. Deze fase 1 van de geavanceerde tetsing heeft bestaan uit: het bestuderen van de dr Rijkswaterstaat en de beheerder ter beschikking gestelde stukken het ten beheve van het lcatiebezek aangeven f, en z ja waar, er gaten in de bekleding gemaakt dienen te wrden het uitveren van een lcatiebezek het pstellen van een ntitie met de bevindingen en de vrlpige cnclusies het bespreken van de cnclusies met het Prjectbureau Zeeweringen, de Dienst Weg- en Waterbuwkunde en de beheerder, het Waterschap de Zeeuwse Eilanden De ntitie met de bevindingen en vrlpige cnclusies van fase 1 is in dit rapprt pgenmen als hfdstuk 2. In verleg met de betrkken partijen is beslten m p vijf plaatsen een getijmeting wrdt fase 2b van de geavanceerde tetsing genemd. uit te veren. Dit Fase 2b bestaat uit: het uitveren van een getij meting het narekenen van het resultaat van de getij meting, met als del het z ged mgelijk bepalen van de fysische eigenschappen van de bekleding, met name de drlatendheid van de filterlaag en de tplaag het berekenen van de ptredende maximale belasting p de bekleding nder maatgevende mstandigheden, p basis van de fysische eigenschappen zals die bij het narekenen van de getij meting zijn bepaald het bepalen van de stabiliteit van de bekleding nder maatgevende het rapprteren van de resultaten De getij meting is p vijf lcaties uitgeverd: 2 metingen in vak (dp 4 en 6) 1 meting in vak (dp 8) 2 metingen in vak (dp 24 en 29) mstandigheden In dit rapprt wrdt ingegaan p de betreffende bekleding en de bevindingen en vrlpige cnclusies van fase 1 van de geavanceerde tetsing (hfdstuk 2), de relevante gegevens van de nderzchte lcaties (hfdstuk 3), de getij meting en de resultaten van de meting (hfdstuk 4), de resultaten van het narekenen van de meting (hfdstuk 5) en de resultaten van de berekeningen bij maatgevende mstandigheden (hfdstuk 6). In hfdstuk 7 wrden de cnclusies gegeven.

10 CO nvember

11 --(GeDelft.~ CO nvember 2000 Alleen in het gat bij dp 27 (hg p het talud) is gecnstateerd dat het filter niet is dichtgeslibd. De zaksnelheid van het in het gat gegide water bleek 7 cm/min te zijn, hetgeen duidt p een drlatendheid die net iets hger is dan 1 mm1s. Wel blijkt het gietasfalt tt diep tussen de basalt te zitten, en lkaal zelfs tt iets in de vlijlagen. Ft 12 tnt een verzicht waarin perkenpalen te zien zijn. Deze perkenpalen zijn slechts ver een deel van het vak aanwezig. Vr dit vak geldt dat de ingieting, vanaf het ppervlak bekeken, minder ged gelukt lijkt dan p de andere vakken. Aan de bvenzijde is er asfalt verdwenen. Met uitzndering van het gat bij dp 28 (km 53,8) blijkt de ingieting wel veral ged in de gaten tussen de zuilen te zijn drgedrngen. Bij dp 28 is een gat bij de nderste vergangscnstructie gemaakt en daar is gecnstateerd dat de basalt slechts vergten is met gietasfalt. Onder de zuilen zit nat slib dat weinig drlatend is. De Drnikse blkken nder dit vak zijn niet vergten met gietasfalt. Lager p het talud zijn een aantal vchtplekken waar te nemen (ft 13). Dit duidt er p dat de bekleding niet veral vlledig waterdicht is. Bij dp 28,5 is duidelijk zichtbaar dat smmige naden niet gepenetreerd zijn. Ok bij dp 30 (km 54,0) is een gat in de bekleding gemaakt (hg p het talud). Hier lijkt de kwaliteit. van het ingieten met gietasfalt vrij slecht te zijn (zie ft 14), maar blijken de naden tch tt p het filter ingegten te zijn. Hier en daar is er een verzakte zuil. De Drnikse stenen nder dit vak zijn hier vergten met gietasfalt. Een andere bijznderheid is dat de gerenveerde bventafel hier destijds is ntwrpen znder de 61;- regel in acht te nemen, zals die nadien is vrgeschreven. Hierdr zu deze bekleding vlgens de gedetailleerde tetsing juist niet meer vlden. Op de bventafel zijn hier geen Hydrbleks tegepast maar Basaltn-eczuilen, 2.3 Vrlpige cnclusies Bekledingnummer 51103, niet ingegten basalt De aangetrffen laagdikte is circa 20 cm. De glfaanval is met glven van meer dan 2 meter hg zeer aanzienlijk. Dit leidt tt een extreem hge belastingfactr: F = 11. Het vak is weliswaar vlledig ingezand, maar dat is bij deze relatief hge belasting niet vldende. Dit blijkt k uit het feit dat de naastgelegen bekledingen zijn ingegten: dit duidt erp dat deze maatregelen ndzakelijk zijn geweest drdat deze vergelijkbare vakken schade hebben geleden. Het lijkt nvermijdelijk dit vak af te keuren. 7

12 CO nvember 2000 Bekledingnummers 51203, 51602, en 53108, ingegten basalt Vr de ingegten taludbekledingen geldt dat vral de statische verdrukken een prbleem kunnen vrmen vr de stabiliteit. In de uitgeverde fase 1 is in eerste instantie uitgegaan van de benadering dat de grtte van de statische verdruk bepaald wrdt dr: <Pmax = (Zbven - Znder)/4 Hier geldt vr Znder het laagste niveau p de bekleding waar het waterdicht is ingegten f vergten. Op de lcaties waar nder het vak met ingegten basalt er vergten Vilvrdse steen ligt, met dat dus k meegeteld wrden. Als sterkte (tegenwerkende kracht) geldt de cmpnent haaks p het talud van het eigen gewicht van de bekleding per m 2 : <P= ~Dcsa Op basis hiervan kan vr deze lcaties de vlgende tabel wrden samengesteld, rekening hudend met het al dan niet vergten zijn van de nderliggende bekleding (drgaans Vilvrdse steen). De relatieve srtelijke massa van de basalt is gesteld p ~ = 1,83: Nummer Onderkant Bvenkant <Pmax D csa ~Dcsa vldet ingieting [m+nap] [m+nap] [m] [m] [-] [m] [jin] ,5 2,56 0,52 0,24 0,95 0,42 nee ,1 2,46 0,59 0,23 0,95 0,40 nee tt dp 13 0,9 2,45 0,39 0,23 0,93 0,39 ja vanaf dp 13 0,5 2,45 0,49 0,23 0,93 0,39 nee tt dp 26 0,7 2,63 0,48 0,23 0,95 0,40 nee dp 26 tt 30 1,0 2,63 0,41 0,29 0,95 0,50 ja vanaf dp 30 0,4 2,63 0,56 0,29 0,95 0,50 nee Tabel2.4 Schatting verdrukken Twee bekledingvakken blijken p basis van deze beschuwing te vlden. Hierbij met echter direct een belangrijke kanttekening te wrden gemaakt. De aanname dat de grtte van de statische verdruk bepaald wrdt dr: <Pmax = (Zbven - Znder)/4 is afgeleid vr een situatie waarin de nderrand van de bekleding als drlatend mag wrden aangemerkt. Sinds het uitveren van de fase 1 in Brssele is het inzicht ntstaan dat dit in de praktijk niet altijd het geval is. Als de nderrand vlledig ndrlatend is, dan geldt vr de grtte van de statische verdruk: <Pmax = (Zbven - Znder) 8

13 --(GeDelft.-- CQ nvember 2000 Dit is dus 4 maal z grt. De praktijk ligt tussen dze beide uitersten in. De bekledingen die in fase 1 van Brssele rsprnkelijk waren gedgekeurd zijn p basis van deze nieuwe inzichten echter niet meer 'ged' maar 'twijfelachtig'. Er zuden getij metingen ndzakelijk zijn m na te gaan he grt de statische verdruk in werkelijkheid kan wrden. Vr bekleding is dit gedaan (zie hfdstuk 3 en verder), vr bekleding niet. Bekleding vldet in de destijds uitgeverde fase 1 maar net aan het criterium, zdat bij de huidige inzichten gecnstateerd met wrden dat de kans nihil is dat de bekleding kan wrden gedgekeurd. 9

14 CO nvember

15 --(GeDelft.~ CO nvember Gegevens meetlcaties Na het uitveren van Fase 1 werd beslten p 5 lcaties een getij meting uit te veren. De reden hiervr was deels m na te gaan f bij twijfel tt gedkeuring kn wrden gekmen, deels m de theretische beschuwingen te kunnen nderbuwen en deels m na te gaan f aangetnd kn wrden f er inderdaad een hge freatische lijn nder de bekleding zu wrden aangetrffen (waardr wellicht duidelijk zu wrden dat de gehanteerde theretische beschuwingen aan de cnservatieve kant zijn). Details van de bekleding vr de vijf meetlcaties zijn hierna weergegeven. De gegevens zijn ntleend aan de tetstabellen, de beschikbare dwarsprfielen en de hgtemetingen ten tijde van de getijmeting. *dp4 Vak: Dikte tplaag (vlgens tetstabel): 0,24 m Taludhelling (vlgens hgtemeting tijdens getij meting): 1 : 3,18 Type bekleding nder basalt: Vilvrdse steen Niveau nderkant natuursteen: NAP + 0,61 m Niveau nderkant basalt: NAP + 1,06 m Niveau bvenkant basalt: NAP + 2,50 m Niveau bvenkant vergangscnstructie: NAP + 2,9 m * dp6 Vak: Dikte tplaag (vlgens tetstabel): 0,24 m Taludhelling (vlgens hgtemeting tijdens getij meting): 1 : 3,18 Type bekleding nder basalt: Vilvrdse steen Niveau nderkant natuursteen: NAP + 0,33 m Niveau nderkant basalt: NAP + 0,91 m Niveau bvenkant basalt: NAP + 2,48 m Niveau bvenkant vergangscnstructie: NAP + 2,94 m *dp8 Vak: Dikte tplaag (vlgens tetstabel): 0,23 m Taludhelling (vlgens hgtemeting tijdens getij meting): 1 : 3,02 Type bekleding nder basalt: Vilvrdse steen Niveau nderkant natuursteen: NAP + 0,12 m Niveau nderkant basalt: NAP + 0,29 m Niveau bvenkant basalt: NAP + 2,43 m Niveau bvenkant vergangscnstructie: NAP + 2,9 m 11

16 CO BB nvember 2000 * dp24 (prfiel vlgens tekening dp23) Vak: Dikte tplaag (vlgens tetstabel): 0,23 m Taludhelling (vlgens hgtemeting tijdens getij meting): 1 : 3,30 Type bekleding nder basalt: Drnikse steen Niveau nderkant natuursteen: NAP + 0,44 m Niveau nderkant basalt: NAP + 0,99 m Niveau bvenkant basalt: NAP + 2,63 m Niveau bvenkant vergangscnstructie: NAP + 2,9 m * dp29 Vak: Dikte tplaag (vlgens tetstabel): 0,29 m Taludhelling (vlgens hgtemeting tijdens getij meting): 1 : 3,38 Type bekleding nder basalt: Drnikse steen Niveau nderkant natuursteen: NAP + 0,54 m Niveau nderkant basalt: NAP + 1,06 m Niveau bvenkant basalt: NAP + 2,56 m Niveau bvenkant vergangscnstructie: NAP + 2,9 m Bij dp6 is nabij de vergangscnstructie een gat in de bekleding aanwezig met uittredend water. Zelfs lang na hgwater kmt hier ng water uit de bekleding. Onduidelijk is waar dit water vandaan kmt. 12

17 --(GeODelft.~ CO nvember Getij meting 4.1 Principe getij meting Het principe van de getij meting is als vlgt. Ter plaatse van de teen van de dijk wrdt aan de buitenzijde van de bekleding een waterspanningsmeter aangebracht die het verlp van de getij waterstand registreert. Op verschillende plaatsen wrden gaten in de tplaag gebrd waardr een waterspanningsmeter in de filterlaag wrdt geplaatst. De pnemers zijn gefixeerd dr het gat gedeeltelijk te vullen met fijn grind. De gaten wrden dr middel van zgenaamde packers waterdicht afgeslten. Met de geplaatste pnemers wrdt simultaan de waterstand p de bekleding en in de filterlaag gemeten. Als er sprake is van een pen (ged waterdrlatende) cnstructie, dan zijn getij waterstand en waterstand in het filter vrijwel gelijk. Bij dichte (slecht waterdrlatende) cnstructies ntstaan verschillen tussen de getij waterstand en de waterstand in het filter. Bij pkmend tij kan de waterstand in het filter niet even snel stijgen, bij afgaand tij blijft er geruime tijd een waterstand in het filter aanwezig die hger is dan de getij waterstand (zie figuur 4.1). Dit laatste kan gevaarlijk zijn: er ntwikkelt zich een waterdruk nder de bekleding die er in extreme gevallen vr zu kunnen zrgen dat de bekleding mhg wrdt gedrukt en van de dijk afschuift. De bekleding faalt en het filter en de kern van de dijk blijven nverdedigd achter. Dit bezwijkmechanisme wrdt 'bezwijken dr statische verschildrukken' genemd d[tuj Figuur 4.1 Vrbeeld: de waterstand in het filter reageert vertraagd en gedempt p het getij Met de getij meting kan wrden bepaald he grt de pwaartse verschildrukken vr een specifieke bekleding gedurende één specifiek (spring)tij wrden. Dit zegt echter ng niet wat de pwaartse statische verschildruk bij maatgevende mstandigheden zal zijn. Om hier iets van te kunnen zeggen 13

18 CO nvember 2000 wrdt de meting nagerekend. Het gemeten getij wrdt als randvrwaarde pgelegd, en berekend wrdt bij welke drlatendheid van het filter en de tplaag de gemeten waterstand in het filter het beste vereenkmt met de berekende waterstand in het filter. Het resultaat hiervan is dat er een gede schatting van de drlatendheden gemaakt kan wrden. Met die schatting van de drlatendheden kan vervlgens een berekening wrden uitgeverd waarbij een maatgevende hydraulische randvrwaarde wrdt pgelegd. Uit de berekening vlgt dan een vrspelling van de grtte van.de pwaartse verschildruk die zich p kan buwen nder de bekleding bij maatgevende mstandigheden. De bekleding met bij de pwaartse verschildruk bij maatgevende mstandigheden stabiel zijn wil de scre 'ged' kunnen wrden tegekend. 4.2 Plaats pnemers Vr de vijf meetlcaties zijn is in tabel 4.1 de plaatshgte van de pnemers gegeven. Dit zijn de hgten zals deze dr GeDelft ten tijde van de meting zijn geregistreerd. Bij dp6 en dp29 wijkt de hgte af van beschikbare prfielen. Crrectie van de gemeten hgten met 0,30 m (dp6) en 0,36 m (dp29) geeft een gede vereenstemming met beschikbare tekeningen en van het gemeten getij met het astrnmisch getij. Waarschijnlijk is p deze punten bij de hgtemeting sprake van een nulpuntsfut. Omdat de waterspanningsmeters dezelfde nulpuntsfut hebben is de relatieve psitie ten pzichte van elkaar tch crrect. meetlcaties pnemer dp4 dp6 I) dp8 dp24 dp29 I) 1 (getij) 0,55 0,15 0,04 0,22 0,18 2 0,55 0,19-0,10 0,39 0,16 3 0,91 0,47 0,29 0,87 0,47 4 1,03 0,53 0,49 1,05 0,68 5 1,20 0,69 0,79 1,19 0,81 6 1,42 0,85 1,19 1,39 0,94 7 1,52 1,06 1,44 1,45 1,07 8 1,66 1,19 1,82 1,53 1,20 I): met gecrrigeerde hgten Tabel4.1 Plaatshgte pnemers (t..v. NAP) 4.3 Resultaten verwerking Het resultaat van de meting is een meetbestand dat is gevuld met meetwaarden in Vlts. Deze waarden wrden mgerekend naar waterdrukken in meters waterklm vlgens de frmule: (ruw meetgetal [V] * 1000) [mv] ] [ 100 Data[mBar] = - nulpunt[m V] * reciprke geveligheid 14

19 --(GeDelft.~ CO nvember 2000 data [mbar ] Data [m waterklm] =_-----: -=- 98,07 De factr 100 in de eerste frmule is alleen ndig mdat het meetsignaal met een factr 100 wrdt versterkt. Het nulpunt en de reciprke geveligheid zijn ijkfactren die in het labratrium vr iedere waterspanningsmeter wrden bepaald. Zwel vr als na de meting zijn alle waterspanningsmeters geijkt. Uit de resultaten blijkt dat er slechts een minimaal verlp heeft plaatsgevnden. De mrekening van millivlt naar meters waterklm heeft plaatsgevnden p basis van het gemiddelde van beide ijkingen. Deze gemiddelde waarden zijn pgenmen in tabel 4.2. Waterspanningsmeter nulpunt [mv] reciprke geveligheid l-l WSM 1 (getij) -0, , WSM2-0, ,02873 WSM3 0, , WSM4 0, , WSM5 1, ,98839 WSM6 0, , WSM7 0, ,98566 WSM8 0, , Tabel4.2 Ilkfactren van de waterspanningsmeters Om een beeld te krijgen van wat de metingen vrstellen wrden de gemeten drukken in meters waterklm vervlgens mgerekend naar stijghgtes, vlgens het principe: Stijghgte = plaatshgte + drukhgte De plaatshgte van iedere waterspanningsmeter is gegeven in tabel 4.1. De drukhgte is de waterdruk in meters waterklm. De ndergrens van iedere stijghgte wrdt gevrmd dr de plaatshgte. De resultaten van de meting zijn nu tegankelijk vr interpretatie. In de bijlagen 4.1 t/m 4.5 zijn de resultaten gepresenteerd als stijghgte per waterspanningsmeter, uitgezet als functie van de tijd. Vr de meting bij dp6 en dp29 met de stijghgte ng wrden gecrrigeerd vr de nulpuntsfut, zie hiervr de pmerking in paragraaf Interpretatie getijmeting Uit de registraties van de stijghgten zijn een aantal bservaties meetlcatie weergegeven. te maken. Die wrden hierna per 15

20 CO nvember 2000 dp4: De getij hgte blijft lager dan de nderkant van de pen basaltnbekleding die bven het gepenetreerde gedeelte zit. Vllpen van de filterlaag via de pen bekleding bven het basalt is dus niet mgelijk, zdat verwacht wrdt dat het filter vrnamelijk van nderen naar bven vllpt. Dit zu tt uiting meten kmen in het van nder naar bven 'aanslaan' van de pnemers. Opnemer 2 slaat als eerste aan. Deze is geplaatst nder de Vilvrdse steen. De stijghgte hier blijft sterk achter bij de getijhgte. Dit in tegenstelling tt de verige meetlcaties waarbij de pnemer nder de natuursteen het getij min f meer vlgt. De verige pnemers zijn geplaatst nder de ingegten basalt. De vlgrde van aanslaan is 4, 3, 8, 7, 5,6. De vlgrde van 'aanslaan' lijkt tamelijk randm. Bij afgaand getij kmen pnemers 1,2,3 en 5 samen in een punt ngeveer p NAP + 1,2 m. Dit suggereert dat dit ngeveer de maximale hgte van de freatische lijn is. Opnemers 6, 7 en 8 liggen bven dit niveau, en zuden dus niet aan mgen slaan. Tch gebeurt dit wel. Hierbij valt p dat pnemer 8 eerst reageert, daarna pnemer 7 en vervlgens pnemer 6. Opnemer 6 heeft een kleinere amplitude dan pnemer 7 en 8. Dit kan verklaard wrden als dichtbij pnemer 8 aan de bvenzijde een drlatende plek in de bekleding zit. Opnemer 8 reageert het eerst en met de grtste amplitude. Na enige tijd reageert pnemer 7 maar drdat er k zijdelings water weglekt is de amplitude minder. Tt slt pnemer 6, met de kleinste amplitude. Opnemer 4 vertnt een afwijkend gedrag: p het mment dat de getij waterstand en de freatische lijn gelijk zijn geeft pnemer 4 een circa 0,1 m hgere stijghgte. Hierna neemt de stijghgte bij WSM 4 maar langzaam af. Dit afwijkende gedrag lijkt niet te verklaren uit alleen een verkeerde nulpuntscrrectie. dp6: De vlgrde van 'aanslaan' nderkant vl. van de pnemers is van nderen naar bven. Het filter lpt dus vanaf de Opnemer 2 (nder de Vilvrdse steen) vlgt het getij bijna znder vertraging. De drlatendheid van de Vilvrdse steen c.q. de drlatendheid van de ndergrnd en teencnstructie, is blijkbaar grt. De maximum stijghgte van de pnemers 3,4,6, 7 en 8 is ngeveer gelijk. Opnemer 5 heeft een significant lagere maximum stijghgte, ngeveer 0,15 mwk. Bij afgaand getij kmt de stijghgte van WSM 5 te liggen tussen die van WSM 3 en WSM 4. Bij de pnemers 3 en 4 blijft de stijghgte in de peride tussen twee hgwaters altijd bven de plaatshgte. Hieruit kan wrden gecncludeerd dat de waterstand in het filter niet veel verder zakt dan ngeveer NAP + 0,6 m (ngecrrigeerde waarde). Uit het samenkmen van de lijnen van de verschillende waterspanningsmeters bij NAP + 1,4 m blijkt dat de freatische lijn in het filter nder de gepenetreerde basalt ngeveer dit niveau bereikt. Hieruit, en uit de betrekkelijk snelle wijze waarp de waterspanningsmeters reageren blijkt dat het vllpen van het filter betrekkelijk snel plaatsvindt. Des te pmerkelijker is het dat de zetting niet geheel leeglpt. Ok hier vertnt WSM 4 een afwijkend gedrag. Op het mment dat WSM 5 drgvalt (plaatshgte NAP + 0,69 m) geeft WSM 4 een stijghgte die hger is (NAP + 0,75 m). Verwacht wrdt dat deze juist lager zu zijn. Tijdens fase 1 van de geavanceerde tetsing en tijdens de meting is gecnstateerd dat hg p het talud sprake is van uittredend water. Bij de gemeten waterspanningen is dit niet te herkennen. Blijkbaar is dit een lkaal verschijnsel wat wrdt bepaald dr de werkelijke pbuw van de cnstructie nabij de vergangscnstructie. 16

21 ""(GeDelft.~ CO nvember 2000 dp8: De vlgrde van 'aanslaan' van de pnemers is: 2, 3, 4, 5, 7, 8, 6. Er zijn daarbij twee clusters te nderscheiden: de pnemers 3 en 4 reageren vrij snel p het getij, de pnemers 5 t/m 8 met enige vertraging. Ok in de rest van de meting geven de pnemers 3 en 4 een ander gedrag dan de verige pnemers: de stijghgte is hger dan die in pnemers 5 en 6 en lager dan in pnemers 7 en 8. Uit het samenkmen van de stijghgten van pnemers 4 en 5 p ngeveer NAP + 1,1 m blijkt dat de freatische lijn in het filter waarschijnlijk niet hger kmt dan dit niveau. Dit betekent echter dat pnemers 6, 7 en 8 drg zuden staan. Tch reageren deze pnemers. Hier zijn drie hypthesen te bedenken m dit te verklaren: Er is sprake van een tweede f zelfs een derde freatische lijn. Dit wrdt echter nwaarschijnlijk, mdat bijvrbeeld pnemer 7 meestijgt en meedaalt met het getij en als de getij waterstand weer gelijk is aan de stijghgte van pnemer 7 en vervlgens drg staat. Bvendien kruisen de lijnen van pnemer 6, 7 en 8 elkaar nergens, en dat zu lgisch zijn als dit één en dezelfde freatische lijn is p het mment dat deze gelijk is aan de stilwaterstand. De tweede hypthese is dat hier sprake is van een registratie dr de drie pneiners van een ;1 ingeslten luchtbel. De tweede tp in de registratie van pnemer 6 zu dan kunnen kmen, drdat hier een freatische lijn passeert. Er is k gepperd dat het verlp van pnemers 6, 7 en 8 aangeeft dat er neerwaartse 'kwel' f 'lek' plaatsvindt. De getij waterstand geeft een hgere stijghgte dan de drukpnemers, dus met er water het talud instrmen. Als de freatische lijn stijgt, dan neemt de stijghgte in het filter met de hgte p het talud af. De stijghgte bij pnemer 8 is echter hger dan de stijghgte bij pnemer 7, en die is weer hger dan die bij pnemer 6. Er strmt water naar beneden, ndanks dat er water het talud instrmt en je dus zu verwachten dat de freatische lijn mhg kmt. Er met dus lek naar de ndergrnd ptreden. Opnemer 3 geeft ng langere tijd (ttdat het getij is gezakt tt NAP + 0,7 m) een stijghgte lager dan het getij. Tt die tijd blijft er kennelijk, m ng nbekende redenen, water het talud instrmen. De stijghgte van WSM I ligt altijd nder de getij hgte. Dit geeft aan dat er t.p.v. de Vilvrdse steen altijd water het filter instrmt, ngeacht f er sprake is van pkmend f afgaand getij. Dit kan alleen als hier sprake is van een inzijggebied. Mgelijk is nder de pnemers 2 en 3 een drlatende ndergrnd aanwezig. De stijghgte van de pnemers 3 en 4 blijft bven de plaatshgte nderzijde van het talud het filter niet geheel leeglpt. Kwalitatief meting bij dp6. liggen. Dit geeft aan dat aan de kmt dit beeld vereen met de dp24: Met de pnemers 6 en 8 wrden geen drukken gemeten. Met pnemer 5 en 7 wrden slechts kleine drukverhgingen gemeten. Dit geeft aan dat het filter nder het bvenste deel van het talud (bven NAP + 1,2 m) waarschijnlijk drg staat. De freatische lijn in het filter kmt tt ngeveer NAP + 1,2 17

22 CO nvember 2000 m. Met pnemer 7 wrdt gedurende krte tijd wel een drukverhging gemeten. Dit zu het resultaat kunnen zijn van een ingeslten luchtbel. De getij meting en de stijghgten bij WSM 2,3 en 5 gaan bij afgaand getij praktisch dr 1 punt. De stijghgte in WSM 41igt hier ngeveer 0,1 m bven. Mgelijk is er sprake van een srt schijn waterstand in de filterlaag. Dit kan als tussen WSM 3 en WSM 4 de filterlaag lkaal ndrlatender is dan gemiddeld. Opnemer 3 en 5 vertnen cherent gedrag (de stijghgten in deze punten snijden de getij lijn in hetzelfde punt) zdat dit niet waarschijnlijk is. Mgelijk is er precies ter hgte van pnemer 4 een sterke invled van zijdelingse strming, waardr de meting wrdt beïnvled maar k dit is gissen. Na verlp van enkele uren staan alle pnemers drg. Opvallend is dat pnemer 4 ngeveer 1 uur later drgvalt dan pnemer 3. dp29: De vlgrde van aanslaan van de pnemers is van nderen naar bven. De pnemers 2, 4 en 8 kmen in de peride tussen de twee hgwaters drg te staan, bij de verige pnemers is er sprake van een drlpende afname van de stijghgte. Bij deze pnemers is er blijkbaar gedurende de gehele tij peride sprake van water in de filterlaag. Uit het feit dat eerst pnemer 4 drgvalt en veel later pas pnemer 8 kan haast niet anders wrden gecncludeerd dan dat er twee freatische lijnen in het filter _~anwezig zijn. Dit kan als er tussen pnemer 4 en 5 een slecht drlatend gedeelte in de filterlaag aanwezig is. De pbuw van de tplaag ter plaatse geeft geen aanleiding m te vernderstellen dat hier een cnstructieve vergang zit. Zelfs met de vernderstelling dat er sprake is van twee freatische lijnen is ng meilijk te bepalen tt welke hgte deze kmen tijdens de meting. Vlgens bvenstaande cnclusie zuden de stijghgten in pnemer 5 tlm 8 het getij in hetzelfde punt meten snijden. Dit is echter niet het geval zdat andere fenmenen een rl meten spelen. 18

23 --(GeDelft.~ CO nvember Narekenen getij meting 5.1 Beschrijving Steenzet getij versie De getij versie van Steenzet is begin jaren 90 ntwikkeld. Het prgramma is geschreven werkt nder DOS. in Frtran en De Steenzet getij versie is gebaseerd p het cmputerprgramma Steenzet/l +. Steenzet/l + is een numeriek cmputerprgramma dat de waterspanningen in het filter van een steenzetting berekent p basis van een externe (krte) glfrandvrwaarde en de fysische eigenschappen (drlatendheden) van de cnstructie. In de getij versie wrdt in plaats van een krte glf een gemeten getij ingeverd als externe hydraulische randvrwaarde, alsmede de gemetrie en eigenschappen van tplaag en filterlaag. Het reken schema van beide prgramma's is vrijwel identiek. In de Steenzet getij versie wrdt per tijdstap p basis van de actuele getij waterstand en de ingeverde eigenschappen van de gliing uitgerekend heveel water er nett in- f uitstrmt van f naar het filter. Op basis van deze heveelheid water die in- f uitstrmt wrdt de waterstand in de filterlaag aangepast. Hierna wrdt het stijghgteverlp in het filter berekend p basis van de bekende steenzettingentherie. De uitver van het prgramma bestaat uit berekende stijghgtes p een aantal plaatsen nder de bekleding. Verder bestaat de uitver uit het verlp van de freatische lijn. Aan de hand van deze uitver kunnen de berekende en de gemeten stijghgtes wrden vergeleken, waarna indien ndig de eigenschappen van de bekleding f het filter kunnen wrden aangepast. 5.2 Aanpassing inver Het prgramma kiest als startwaarde vr getij het referentieniveau. e; Het mist nder het huidige perating systeem de mgelijkheden m een grafische presentatie van de uitver te maken. Omdat meerdere berekeningen ndig waren vr het den van een gede schatting van de eigenschappen van de steenzetting is met het spreadsheetprgramma Excel een template gemaakt. Hiermee knden de berekende waterspanningen snel wrden ingelezen en vergeleken met de gemeten waterspanningen. Daarmee diende de Excel template als een vervangend uitverscherm vr het prgramma. Steenzet kiest als startwaarde vr de freatische lijn het NAP-niveau. Dit is in dit geval niet juist mdat het filter bij aanvang van de meting al gedeeltelijk met water is gevuld. Daarm zijn een aantal aanpassingen aan de inver drgeverd: aangepast referentieniveau aangepast referentieniveau referentieni veau vr de ingeverde stijghgtes vr de gemetrie: alle waardes (niveaus) zijn gegeven t..v. het 19

24 CO nvember 2000 Dankzij deze aanpassingen kmt de beginwaarde van de freatische lijn (relatief gezien) p de juiste hgte te liggen. Steenzet bepaalt uit het ingeverde niveau van de waterspanningsmeters de plaats p het talud. De gemeten niveaus zijn daarm mgerekend naar de niveaus van de nderkant van de bekleding. Deze niveaus zijn gebruikt als inver vr de berekening. De dikte van de basaltbekleding kan variëren. De diepte van de pnemers beneden de bvenkant van de steen varieert dus k. In Steenzetl1 wrdt een vaste dikte van de tplaag gebruikt. Het niveau van de pnemers is daarm bepaald zdanig dat bij de ingeverde dikte van de tplaag deze p de juiste plaats nder het talud liggen. 5.3 Resultaten narekenen Uit het gemeten verlp van de stijghgten is het tijdstip bepaald waarp de freatische lijn gelijk is met de buitenwaterstand. Theretisch gaan p dit tijdstip alle stijghgten dr 1 punt. In de praktijk wrdt dit meestal niet gevnden,.a. als gevlg van de invled van anistrpe drlatendheid van de tplaag, verschil in werkelijk gedrag filterlaag en gemdelleerd gedrag en meetnnauwkeurigheden. Desalnietemin is vr de vijf metingen het punt bepaald waarbij naar verwachting de freatische lijn gelijk is met de buitenwaterstand. In tabel 5.1 zijn deze punten vermeld. prfiel tijdstip hgte [m+nap] pmerkingen dp hr 1,20 WSM 2 en 3, WSM 4 ligt hger dp ,41 WSM 4 ligt te hg dp ,10 WSM 4 en 5, WSM 3 ligt lager dp ,20 WSM 2 en 3, WSM4 ligt 0,1 m hger dp ,20 WSM4 en WSM 5, WSM 2 en 3 liggen lager, WSM 5 tlm 8 wrden bepaald dr een tweede freatische lijn Tabel5.1 Tijdstip gelijke waterstand binnen en buiten Belangrijke parameters bij het fitten zijn: drlatendheid tplaag drlatendheid filter bergingscapaciteit filter (dikte en prsiteit) drlatendheid teen De tplaagdrlatendheid nderscheiden: is geen cnstante vr de ttale bekleding. Grfweg zijn er drie gebieden te 20

25 --(GeDelft.~ CO nvember 2000 ingegten basalt, eventueel nderverdeeld gestript en een lager gelegen gebied natuursteen gedeelte met be strting in een hg gebied waar het asfalt van het basalt is Om het aantal variabelen niet te grt te maken zijn de vlgende vereenvudigingen tegepast: de gezette bekleding is als hmgeen beschuwd, er is dus geen nderscheid gemaakt tussen het ingegten basalt en de (ingeslibde) natuursteen de bestrting is beschuwd als een tplaag (met dezelfde dikte als het basalt) met een eigen (hgere) tplaagdrlatendheid de nderkant van de bekleding is ngeveer gelijk genmen met het niveau van het vrland: de drlatendheid van de teen kan wrden gevarieerd m de drlatendheid van de teencnstructie mee te nemen. In figuur 5.1 is dit schematisch weergegeven. natuursteen strtsteen vrland Figuur 5.1 Schematisatie talud Een alternatief vr deze mdellering is m de natuursteen en de strtsteen samen te nemen en de ingegten basalt apart te beschuwen. Enige sturing kan verder dr de teendrlatendheid wrden gegeven. Het miste (dichtste bij de werkelijkheid aansluitend) is m strtsteen, natuursteen, ingegten basalt en teendrlatendheid allemaal apart te beschuwen. Dat geeft, dr het aantal variabelen waarmee gefit kan wrden echter alleen maar een schijnnauwkeurigheid. Bij het narekenen zijn de meetresultaten is niet getracht een gede fit met de resultaten van WSM 2 te krijgen. De reden hiervr is dat WSM 2 is geplaatst in de Vilvrdse f Drnikse steen. Deze heeft mgelijk een andere karakteristiek (drlatendheid) dan de ingegten basaltbekleding en daardr een ander gedrag. Het getij dat in de berekening wrdt meegenmen is gelijk aan het gemeten getij. Deze wrdt echter nit lager dan de plaatshgte van de pnemer. Dit betekent dat er in het verlp van het gemeten 21

26 CO nvember 2000 getij een knik aanwezig is. In werkelijkheid is deze niet aanwezig. Daarm is de getij meting handmatig aangepast m een realistischer verlp bij het narekenen te krijgen. Het bereiken van een gede fit p alle meetpunten blijkt niet mgelijk te zijn. Mgelijke rzaken hiervan zijn: inhmgeniteiten in drlatendheid en dikte filterlaag inhmgeniteiten in drlatendheid tplaag invled teen bekleding De teruggerekende waarden vr de bekleding staan in tabel 5.1. lcatie ktp[mis] kteen[mis] kfilter[mis] nfilter[-] bfilter[m] dp4 5E-8 2E-6 3,lE-4 0,2 0,2 dp6 2.5E-7 / 2,5E-6 5E-6 le-4 0,2 0,2 dp8 5E-8 le-6 4E-4 0,2 0,3 dp24 le-8 /5E-8 3E-6 le-4 0,2 0,5 dp29 le-8 3E-6 0,6E-4 0,2 0,2 Tabel5.l Resultaten narekenen getij meting De resultaten van het narekenen zijn gepresenteerd in bijlage 5.1 t/m 5.5. Hierna wrdt een krte telichting gegeven p de gekzen waarden. * dp4 In het algemeen wrdt een gede fit gevnden, zelfs vr WSM 2. Bij WSM 4 is er sprake van een systematisch verschil, ngeveer gelijk aan de het verschil in stijghgte en referentieniveau p starttijdstip narekenen. De drlatendheid van de tplaag blijkt weinig invled p het resultaat te hebben. Een tplaagdrlatendheid van 5E-7, dus 10 keer z grt, geeft resultaten welke even ged met de meting vereenkmen. J * dp6 In tegenstelling tt de berekening bij dp4 is hier vr de tplaagdrlatendheid wel nderscheid gemaakt tussen de ingegten basalt en de Vilvrdse steen. Het is niet mgelijk gebleken m een zdanige cmbinatie van parameters te maken die de resultaten vr alle relevante waterspanningsmeters tegelijk ged weergeeft. Bij de gekzen set parameters is in het algemeen sprake van een verschatting van de stijghgte. De gekzen waarden wrden daarm als cnservatief aangemerkt. \. * dp8 Er is sprake van een gede fit bij WSM 4. Bij WSM 3 is sprake van een verschatting van de stijghgte van ngeveer 0,1 m. Bij de analyse van de meting was al gecnstateerd dat WSM 3 vergeleken met de andere pnemers een te lage waarde laat zien. De gekzen parameters zijn als cnservatief te beschuwen. 22

27 --(GeDelft.~ CQ nvember 2000 *dp24 Een schematisatie waarbij de tplaagdrlatendheid van de Drnikse steen gelijk is genmen aan de tplaagdrlatendheid van het ingegten basalt gaf bij het narekenen van de getij meting geen acceptabele vereenstemming. Daarm is hier, evenals bij dp6, nderscheid gemaakt tussen de tplaagdrlatendheid van het ingegten basalt en de Drnikse steen. De fit vlgt vr WSM 3 de gemeten waarde redelijk ged. Vr WSM 4 is de helling van de gemeten en de berekende waarde gelijk, er is wel sprake van een verticale verschuiving: Dit kmt vereen met de eerdere cnstatering dat deze meting niet dr het snijpunt gaat. Bij WSM 2 is de berekende stijghgte hger dan de meetwaarde. Bij het narekenen ligt het mment waarp deze pnemer drgvalt beduidend later dan in de meting. In de getij meting is gevnden dat WSM 2 en WSM 3 ngeveer gelijk drg kmen te staan. Bij de mdellering in de berekening zal WSM 2 altijd later drg vallen dan WSM 2, zdat p dit punt de schatting van de eigenschappen van de bekleding niet valt te verbeteren. *dp29 Bij het narekenen is de aandacht tegespitst p de resultaten van WSM 3 en 4. WSM 2 ligt nder de Drnikse steen welke naar verwachting een hgere drlatendheid heeft. WSM 5 en hger liggen in een zne waarvan wrdt verwacht dat daar de waterdruk dr een andere freatische lijn wrdt bepaald. De gemeten druk in WSM 3 ligt systematisch ngeveer 0,1 m bven de gemeten druk. Dit kmt vereen met het verschil in gemeten en berekende druk bij het startpunt van de berekening. De berekende druk van WSM 4 ligt iets bven de gemeten druk. Verwacht wrdt dat de geselecteerde parameters een cnservatieve schatting van de situatie tijdens tets mstandigheden geven. Opvallend is dat de drlatendheid van de tplaag binnen ruime grenzen kan wrden gevarieerd znder dat dit een merkbare invled heeft p de berekende drukken. Blijkbaar is de afstrming via de teen het bepalende mechanisme vr de ligging van de freatische lijn. *algemeen De berekende waarden met de gegeven fitparameters liggen vrijwel steeds bven de gemeten waarden. Bij het geven van een vrspelling van de stabiliteit nder maatgevende cndities wrdt daarm k een naar verwachting cnservatief resultaat verkregen. \ ; (./ In figuren 5.1 t/m 5.5 zal wellicht zijn pgevallen dat de plaatshgte van de meting en de plaatshgte van de berekeningen niet vereenkmen. Dit is te zien als de meters drgvallen: het hrizntale deel van de lijntjes ligt dan niet even hg. Dit kmt niet dr een fute verwerking, maar drdat in werkelijkheid basaltzuilen tussen 20 en 30 aanwezig kunnen zijn, terwijl de gemiddelde laagdikte 23 cm is. De pnemers kunnen dus bijvrbeeld nder een 30 cm dikke zuil hebben gezeten en enkele centimeters het filter in zijn geduwd, terwijl bij de berekening een cnstante laagdikte van bijvrbeeld 23 cm is aangehuden. 23

28 CO nvember

29 --(GeDelft.-- CO nvember Vrspelling van het gedrag tijdens maatgevende cndities 6.1 Schematisatie statische verdruk In hfdstuk 5 zijn uit de getij meting de eigenschappen van de tplaag en de filterlaag geschat. Met deze schatting is een berekening gemaakt vr de maatgevende cnditie vr de bekleding. Uitgangspunt hierbij is dat het filter nder het ingegten basalt vlledig is gevuld met water. Ten tijde van de meting is de stijghgte in de filterlaag p ngeveer NAP +1,2 à +1,5 m gekmen. Dit is ngeveer 0,5 à 0,8 m bven vergang natuursteenlbasalt. Ten tijde van de ntwerpstrm staat veel langer water p het buitentalud (ngeveer 35 uur i.p.v. 6 uur) en is de gemiddelde waterdruk p het talud k hger. Het filter zal dus verder vlstrmen dan tijdens de meting. Het filter is vlledig vlgestrmd als de freatische lijn tt ngeveer NAP + 2,5 m stijgt. Vr vlledig vlstrmen met er e, dus glbaal 3 keer zveel water het filter instrmen als tijdens de meting. Gezien de langere duur en grtere stijghgte p het talud lijkt dit een redelijke vernderstelling. Bij meerdere metingen is gecnstateerd dat er zich mgelijk meerdere freatische lijnen in kunnen stellen mdat er ergens nder de bekleding sprake lijkt van een ndrlatende vergang. In de vrspelling van het gedrag tijdens maatgevende cndities is dit niet meegenmen; er wrdt gedaan alsf er één bekleding is met één freatische lijn. Dit is naar verwachting een cnservatieve aanname. Als wrdt uitgegaan van hydrstatische druk is dit evident, zie figuur 6.1, maar k als de vergang drlatend is mag verwacht wrden dat de verdrukken grter wrden als er geen vergang aanwezig is. Figuur 6.1 Statische verdruk bij talud znder (links) en talud met ndrlatende vergang Een nzekere factr in de mdellering vrmt de vergang aan de bvenzijde van de gepenetreerde strtsteen. In principe werkt deze als een afsluitende laag. Het filter nder het basalt is dan gevuld tt de nderzijde van de tplaag t.p.v. de vergang basalt-strtsteen. 25

30 CO nvember 2000 Indien er echter nder de gepenetreerde strtsteen enige ruimte is f via kanaaltjes in verbinding staat met het filter nder de bven tafel kan het filter verder vlstrmen Deze situatie is ngunstiger. Uit de getij meting is hierver geen infrmatie te halen. Cnservatief is m aan te nemen dat het filter in feite k nder de gepenetreerde strtsteen aanwezig is. De werkelijkheid zal ergens tussen deze twee uitersten liggen, en mgelijk dichter bij de eerste dan bij de tweede benadering. Als startwaarde vr de berekening wrdt daarm de freatische lijn gelijk genmen met de bvenkant van het ingegten basalt p de vergang basalt-strtsteen. Hiermee wrdt indirect enige extra berging nder de vergangscnstructie meegenmen. '. Vr Vr het bepalen van het getij verlp zijn er de vlgende mgelijkheden: bepaling vlgens de leidraad tetsing, werkelijk verlp idem, hieruit maximum daalsnelheid bepalen en deze als inver gebruiken bepaling maximum daalsnelheid uit de getij meting de hier beschuwde situatie is vallend tij maatgevend. Een eerste indicatie van de verschillende benaderingen geeft dat de verschillen tussen deze methden niet grt zijn (tussen 0,018 mlmin en 0,02 mlmin). Gerekend zal wrden met een gemiddelde daalsnelheid van 0,02 mlmin. Een indicatieve berekening met een lagere daalsnelheid tnt echter aan dat de invled hiervan niet grt is, en verwaarlsbaar t..v. de nzekerheden m.b.t. de eigenschappen van de cnstructie zelf. Met deze benadering zijn de stijghgten nder de bekleding bepaald. Dr dit te vergelijken met de stijghgte p het talud (maximum van getij waterstand en plaatshgte bvenkant) zijn de bijbehrende stijghgteverschillen ver de bekleding bepaald. Het maximale berekende stijghgteverschil kan wrden vergeleken met de weerstand tegen plichten die de bekleding kan leveren p basis van het gewicht van de bekleding. Deze weerstand kan wrden uitgedrukt met de frmule: p -p 4> = / IV Dcsa g pw Met: <pg Pt pw de weerstand tegen plichten als gevlg van het eigen gewicht van de bekleding [m] het vlumiek gewicht van de tplaag [kg/m'] het vlumiek gewicht van water [kg/m'] 6.2 Beschuwing buigspanning Als de bekleding vlgens deze benadering niet vldet dan kan ng wrden gekeken naar de ptredende buigspanning in de tplaag. Hiervr wrdt het mment waarp de nett pwaartse belasting maximaal is beschuwd. Indien de bekleding aan de nderzijde waterdicht is ntstaat er in het filter een hydrstatische waterdruk. In dat geval heeft de nderkant van de bekleding ng een nett pwaartse belasting. Het mment wrdt dan bepaald dr de bekleding te beschuwen als een uitkragende ligger. 26

31 --(GeDelft.~ CO nvember 2000 Figuur 6.2 Schematisatie als uitkragende ligger Het mment vlgt uit: M = li Pmax * i= X [ = X" Pma)2 Uit het mment vlgt de ptredende buigtrekspanning. Deze kan wrden vergeleken met de telaatbare waarde, welke bedraagt: 0,03 MN/m 2 (30 kpa). M M (j -_---- max - W - ~* D2 Als de teen van de bekleding vlledig pen is en een nett een neerwaartse belasting p de ndergrnd uitefent, wrdt de bekleding beschuwd als een ligger p twee steunpunten, belast dr een drieheksbelasting. '.' pmax Figuur 6.3 Schematisatie als ligger p twee steunpunten De lengte van de ligger vlgt uit de lengte waarver nett een pwaartse druk aanwezig is. Uit het mment vlgt de ptredende buigtrekspanning. Deze kan wrden vergeleken met de telaatbare waarde, welke bedraagt: 0,03 MN/m 2 (30 kpa). M -){ * * [2-12 Pmax De werkelijkheid ligt tussen deze twee uitersten in. Uiteraard zijn dit sterke schematisaties van de werkelijkheid, die ter discussie kunnen wrden gesteld. Er is ng heel erg weinig bekend ver de sterkte en het bezwijkgedrag van dit type cnstructies. Als cmmentaar p de bvenstaande tekst is geleverd: Indien de bekleding aan de teen de maximale verdruk kent, dan spelen de vlgende punten een belangrijke rl: 1. Als de nderzijde van de bekleding waterdicht is, is het zeer waarschijnlijk dat hij k enige schuifspanning kan pnemen, schuifspanningen die kunnen verhinderen dat de bekleding wrdt pgelicht, die in ieder geval verhinderen dat buiging als bij een vrij uitkragende ligger kan ptreden. Vr een dergelijke vervrming is lsscheuren ndzakelijk. De cnsequentie van lsscheuren is dat de waterdruk ntsnapt, ftewel de belasting wegvalt. De schematisatie 27

32 CQ nvember 2000 tt een uitkragende ligger is dan niet terecht. Alleen een nett verdruk is gerechtvaardigd als de teencnstructie de bekleding bij de teen p zijn plaats hudt. De schematisatie kent ter plaatse van de teen dan tenminste een scharnierplegging. 2. Als wrdt aangenmen dat het uiteinde vrij kan bewegen waarbij tch de waterdichtheid intact blijft, dan zal het punt waar de bekleding weer p de bedding aanligt verder van het vrije uiteinde afliggen dan de afstand tt het nulpunt van de nett belasting. Aannemende dat een schematisatie met een vrije uitkraging reëel is, zal het mment dan aanzienlijk grter wrden dan hier berekend. Dit srt verwegingen en discussies zal een rl gaan spelen p het mment dat er stappen gezet gaan wrden die meten leiden tt een beter begrip en een betere mdellering van het bezwijkgedrag van gepenetreerde bekledingen. In dit rapprt is de discussie echter enigzins academisch, mdat geen van de bekledingen p basis van buigsterkte gedgekeurd kan wrden. 6.3 Resultaten Vr de verschillende lcaties wrden de vlgende resultaten gevnden. * dp4 Met de gekzen parameters wrdt als grtste stijghgteverschil ver de bekleding gevnden Llh = 0,83 m. Deze treedt p aan de teen van de bekleding, ver de Vilvrdse steen. Vr het gedeelte met ingegten basalt is het maximum stijghgteverschil 0,65 m (ter plaatse van de vergang basalt- Vilvrdse steen). Telaatbaar is een stijghgteverschil van 0,42 m zdat de bekleding (plaatselijk) zal wrden pgelicht. Dat het maximum stijghgteverschil ptreedt ter plaatse van de Vilvrdse steen is k bij de getij meting gevnden. NB: er is in de berekeningen cnstant uitgegaan van stijghgteverschillen cq nett pwaartse druk (pwaartse waterdruk minus het eigen gewicht van de tplaag) en niet van ptredende waterdrukken nder de bekleding. Dit betekent dat de genemde stijghgteverschillen met het nderwatergewicht van de bekleding wrden vergeleken, en niet met het bvenwatergewicht. Een stijghgteverschil dat grter is dan de neerwaartse cmpnent ten gevlge van het eigen gewicht heft ng niet tt bezwijken te leiden. De bekleding zal ng vlden als deze de ptredende buigspanning kan pnemen. De maximale nett pwaartse belasting wrdt gevnden vr het tijdstip t = lhr34min. Daarbij is de nett pwaartse belasting maximaal t.p.v. de teen van de bekleding en bedraagt 4, 1 kpa. De lengte waarver nett een pwaartse druk aanwezig is, is I = 2,13 m. Het maximum mment in de bekleding wrdt daarmee: M = 6,20 knmlm. Dit geeft als buigtrekspanning = 646 kpa. Dit is veel meer dan de telaatbare waarde zdat gecncludeerd met wrden dat de bekleding niet vldet. Opgemerkt wrdt dat bij deze beschuwing de Vilvrdse steen is beschuwd als een nderdeel van de ingegten basaltbekleding. Dit gedeelte kan theretisch geen mment pnemen. Als 'lengte' waarver een pwaartse druk aanwezig is zu dan het gedeelte tt de vergang basalt-vilvrdse steen beschuwd kunnen wrden. In werkelijkheid zal de Vilvrdse steen dr inklemkrachten mgelijk wel een mment kunnen pnemen en dus bijdragen aan het mment in de ingegten basaltbekleding. Omdat dit ngunstiger is, is hiervan bij de bepaling van het mment uitgegaan. 28

33 --(GeDelft.-- CO nvember 2000 Het gedeelte waarver de bekleding tijdens de tets mstandigheden ndergaat is het gedeelte nder NAP + 1,85 m. een nett pwaartse belasting *dp6 Het maximale stijghgteverschil is 0,36 m. Telaatbaar is een stijghgteverschil van 0,42m. De bekleding vldet dus. Bij de berekening is sprake van een nzekerheid ver de werkelijke eigenschappen van de bekleding. De verwachting is dat de gebruikte parameters een verschatting geven van de werkelijk ptredende waterdrukken in het filter, zdat gecncludeerd kan wrden dat de bekleding vldet. *dp8 Bij de gekzen eigenschappen gevnden ~h = 0,69 m. Telaatbaar van de tplaag en filterlaag wrdt als maximum stijghgteverschil is ~h = 0,40 m. De bekleding vldet dus niet. Op t = 1hr19min is de nett pwaartse druk maximaal. De grtste waarde van de nett pwaartse druk is 2,9 kpa. Deze is aanwezig p NAP + 0,85m. Aan de teen is de nett pwaartse druk praktische nul. De lengte waarver de bekleding wil wrden pgetild is 3,9 m. Dr de bekleding te beschuwen als een ingeklemde ligger vlgt vr het maximum mment M = 10,1 knmlm. De buigtrekspanning bedraagt dan 1150 kpa. Dit is veel meer dan de telaatbare waarde. De gebruikte parameters vr de drlatendheid wrden als cnservatief beschuwd. Het verschil tussen de telaatbare en de berekende spanning is echter dusdanig grt dat niet wrdt verwacht dat bij een minder cnservatieve schatting de bekleding wel zal vlden. Gecncludeerd met wrden dat de bekleding niet vldet. De verdruk is aanwezig nder het nderste gedeelte van de bekleding, niveau vldet de bekleding wel. nder NAP + 1,9m. Bven dit * dp24 Bij de gekzen eigenschappen van de tplaag en filterlaag wrdt als maximum stijghgteverschil gevnden ~h = 0,59 m. Telaatbaar is ~h = 0,40 m. Het stijghgteverschil is dus te grt. De nett pwaartse druk is 1,85 kpa. Op het mment van de maximale verdruk heeft het nderste gedeelte van de Drnikse steen ng een nett neerwaartse druk p de ndergrnd. Vr het bepalen van het mment in de bekleding is de meest ptimistische benadering dan k m de bekleding te beschuwen als een ligger p twee steunpunten. Hierbij wrdt verndersteld dat de Drnikse steen dezelfde eigenschappen heeft als het ingegten basalt. Dit zal niet het geval zijn zdat deze benadering dus een ndergrens benadering is vr de ptredende mmenten. De lengte waarver een nett pwaartse druk aanwezig is, is 2,62 m. Dit geeft als mment M = 1,06 knmlm en als buigstrekspanning 0' = 120 kpa. Dit is meer dan de telaatbare waarde van 30 kpa. De gebruikte benadering is een ndergrensbenadering. De werkelijke buigtrekspanning zal grter zijn zdat gecncludeerd met wrden dat de bekleding niet vldet. Tt NAP + 2,05 m is er sprake van een nett pwaartse belasting van de tplaag. 29