WTI Macrostabiliteit

Transcriptie

1 WTI Macrostabiliteit

2

3

4 Programma : Opening door Jan Tigchelaar (HH Delfland) : Introductie door Harry Stefess (RWS WVL, programma-manager WTI 2017) : Stand van zaken invoeringsstrategie wijzigingen macrostabiliteit door Bianca Hardeman (RWS WVL) : Schematiseringshandleiding; toelichting hoofdlijn werkwijze door Alexander van Duinen (Deltares) : Vragen : Lunch : Presentatie ervaringen uit de praktijk door Leo Kwakman (Arcadis) Ervaring bij Rivierenland met inwinnen/analyseren data : Presentatie ervaringen uit de praktijk door Cor Bisschop (Greenrivers) Ervaring met ongedraineerde stabiliteitsberekeningen vanuit Rivierenland : Presentatie ervaringen uit de praktijk door Werner Halter (Fugro) Ervaring Markermeerdijken/Dijken op Veen met inwinnen/analyseren data : Theepauze Geeltjes met vragen per thema plakken; 3 thema s: 1. Algemene vragen toetsproces 2. Vragen over de theorie/schuifsterktemodel 3. Vragen over de toepassing van de theorie : Vragen : Sluiting

5 Inhoud presentatie Macrostabiliteit Veranderingen bij eenvoudige toets Veranderingen bij gedetailleerde toets (en waarom) Consequenties voor beleid en beheer Workshop 2014 Stand van zaken Wat wordt nog opgepakt Landelijke gegevensverzameling en samenwerking Vragen en discussie

6 Macrostabiliteit

7 Probleem Kennisleemte dijken op slappe ondergrond Hoe omgaan met grondgedrag organische klei en veen Bepalen parameters, zoals schuifsterkte, niet gericht op slappe ondergrond De schuifsterkte van grond voor het toetsen van de sterkte van dijken zou moeten worden bepaald bij bezwijken van grond en niet bij een kleine vervorming in laboratoriumproeven. Modellen bij te gebruiken parameters niet gericht op slappe ondergrond Ongedraineerd grondgedrag is een belangrijk aspect van het werkelijke gedrag van klei en veen en dit aspect wordt in de vigerende Nederlandse praktijk buiten beschouwing gelaten. Het rekenen met de ongedraineerde schuifsterkte van grond is internationaal gangbaar, als het gaat om het gedrag van slappe grond.

8 Ernst probleem Dijken op veen worden afgekeurd, terwijl bewezen sterkte aangeeft dat dit niet terecht is (Dijken op Veen bij MMD, regionale keringen STOWA) Onverwacht bezwijken dijken op slappe klei had voorspeld kunnen worden met ongedraineerde schuifsterkte, meerdere cases als voorbeeld. Internationaal sluiten we nu niet aan

9 Schema eenvoudige toets

10 Eenvoudige toets Bestaande geometrische toets vervalt in WTI 2017 Wordt vervangen door een simpeler geometrische toets Gebruik resultaten eerdere toetsingen vervalt vanwege vele wijzigingen in WTI 2017 Er zal vaker een gedetailleerde toets moeten worden uitgevoerd

11 Schema gedetailleerde toets

12 Gedetailleerde toets algemeen Overstap op overstromingskansen Nieuwe hydraulische randvoorwaarden Nieuwe faalkansruimtefactoren Nieuwe partiële veiligheidsfactoren Semi-probabilistische toets en probabilistische toets (vak en traject) Stochastische ondergrond schematisatie

13 Gedetailleerde toets stabiliteit 1. Nieuw schuifvlakmodel Spencer-Van der Meij met vrije schuifvlakvorm (met LiftVan als terugval) 2. Nieuw schuifsterkte model met ongedraineerde schuifsterkte voor klei en veen 3. Uniformering schematisering waterspanningen

14 1 Schuifvlakmodel Spencer Schuifvlak met vrije vorm Horizontaal krachtenevenwicht tussen de lamellen wordt beschouwd Algoritme voor zoeken kritische schuifvlak binnen een opgegeven zoekgebied Geen correctie van schuifkrachten bij steil uittredend schuifvlak

15 Schuifvlakmodel Spencer

16 2 Schuifsterkte model Toepassen Critical State Soil Model en SHANSEP-methode Onderscheid gedraineerd grondgedrag en ongedraineerd grondgedrag In situ toestand van grond in rekening brengen (grensspanning of OCR) en onderscheid tussen normaal geconsolideerd gedrag en overgeconsolideerd gedrag Rekenen met bezwijksterkte van grond (ultimate state i.v.m. deformatie actief en passief en verschillen in stijfheid) Toepassen voor alle grondsoorten

17 Schuifsterkte model s u = σ vi S OCR m, met OCR = σ vy / σ vi s u ongedraineerde schuifsterkte (kpa) σ vi in situ effectieve verticale spanning (kpa) S normaal geconsolideerde ongedraineerde schuifsterkteratio = (s u /σ vc ) nc (-) OCR overconsolidatieratio (-) m sterkte toename exponent (-) σ vy grensspanning (kpa) SHANSEP methode (Ladd et al 1974 en Ladd 1991)

18 Waarom ander schuifsterktemodel Sinds 90-er jaren discussies over schuifsterkte bij macrostabiliteit (grijs gebied in TRWG) Nieuwe inzichten in grondgedrag Vigerende werkwijze met Mohr-Coulomb model en gedraineerd grondgedrag is gedateerd Huidige lab onderzoek en interpretatie lab proeven past niet bij moderne inzichten grondgedrag Hoek van inwendige wrijving bij 2% of 5% rek is arbitrair Ongedraineerd grondgedrag is internationaal gangbaar

19 Verschil oude en nieuwe werkwijze Huidige werkwijze Glijvlakmodel Bishop en LiftVan Cohesie en hoek van inwendige wrijving (gedraineerd) Schuifsterkte volgens celproef of meertraps triaxiaalproef Schuifsterkte bij kleine verticale rek in laboratoriumproef Toekomstige werkwijze Glijvlakmodel Spencer en LiftVan Ongedraineerde schuifsterkte gerelateerd aan grensspanning (OCR) Eentraps triaxiaalproef voor klei en direct simple shear proef voor veen Parameters uit sonderingen Schuifsterkte bij bezwijken

20 Parameterbepaling: grof naar fijn Default parameterwaarden met realistische waarden S en m Grensspanning uit beschikbare sonderingen met voorzichtige standaard correlaties Grensspanning uit samendrukkingsproeven of constant rate of strain proeven S op basis van triaxiaal- en direct simple shear proeven (protocollen) Grensspanning en/of ongedraineerde schuifsterkte uit sonderingen met specifieke correlaties per project Grensspanning afleiden uit analyse gedrag waterkering op basis van langdurige monitoring

21 Proevenverzamelingen Parameters S en m specifiek per grondsoort kunnen in landelijke proevenverzameling gekoppeld aan geologie, grondsoort en volumegewicht (afzettingsmilieu) s u en grensspanning afhankelijk van in situ effectieve spanning en in situ void ratio specifiek voor locatie; dus niet in proevenverzameling Correlaties tussen sondeerweerstand en laboratorium - resultaten in landelijke ervaringsdatabase Efficient gebruik van data door samenwerking van beheerders (eenduidige procedures en kwaliteit)

22

23 Consequenties beleid en beheer Gemiddeld genomen geen robuustere dijken nodig Dijken gaan voldoen aan vereiste veiligheidsniveau Onterecht goed- en afkeuren wordt terug gedrongen Investeren in veld en lab onderzoek (gefaseerd) Opleiding en helpdesk voor medewerkers waterschappen en ingenieursureaus nodig Planning toetsing haalbaar mits tijdig wordt gestart Nieuw toetsvoorschrift voor regionale keringen Stowa waarschijnlijk met ongedraineerde schuifsterkte Dijken op Veen / Markermeerdijk past ook ongedraineerde schuifsterkte toe

24

25 Workshop 2014 snel communiceren wordt wat er is besloten, waarom dit is besloten en wat de impact is snel protocollen, werkwijzers en opleidingen nodig kader nodig waaruit blijkt dat dit onderzoek echt noodzakelijk is snel marktpartijen betrekken, denk ook aan regionale keringen centrale regie en een helpdesk zijn van groot belang welke gegevens uit vorige toetsrondes zijn nog bruikbaar zorg voor goede aansluiting met het HWBP/ontwerpen de consequenties moeten duidelijk in beeld worden gebracht.

26 Stand van zaken ENW en WTI-coördinatiegroep in principe akkoord DGRW is voornemens de nieuwe werkwijze door te voeren Start met invoeringsstrategie (opleiding, helpdesk, ) Samenwerken met HWBP / POV Macrostabiliteit (kennisinnovaties, toepassing binnen ontwerp), STOWA, beheerders, marktpartijen

27 Nog te doen Wanneer gedraineerde en wanneer ongedraineerde analyse Defaultwaarden parameters vaststellen Discussie deformatie waterkering in relatie tot sterkte Definitieve kalibratie partiele veiligheidsfactoren Afronden faalmechanismebeschrijving en schematiseringshandleiding en toetsschema (protocol sonderingen) Afronden software Ringtoets + HydraRing + D-Soilmodel (softwaretool interpretatie sonderingen) (Parameterbepaling keileem en loss) Invoeringsstrategie uitvoeren

28 Invoeringsstrategie Wordt gewerkt aan een Q&A-lijst op Helpdesk Water met verwijzing naar relevante rapporten Workshop van vandaag Opleiding voorzien aan het einde van het jaar

29 Opzet Q&A Wat gaat er veranderen/gevolgd proces Wat betekenen deze veranderingen technisch gezien, wanneer toepassen Parameterbepaling Aanvullende aandachtpunten bij toepassen bij ontwerp Hoe omgaan met bijkomende effecten zoals vervorming Impact wijziging beleidsmatig Software

30 Vervolg invoeringsstrategie Overleg met HWBP en Stowa (beheerders) over landelijke gegevensverzameling macrostabiliteit Verbeteren Stowa protocol labonderzoek (uniformeren uitvoering labproeven en afleiden parameters) Prototype database (uniformeren Stowa-database voor korte termijn) Platform creëren voor uitwisselen ervaringen Gezamenlijk communiceren Elkaar informeren