Sterkte van veen. J.B.A. Weijers Rijkswaterstaat

Transcriptie

1 Sterkte van veen J.B.A. Weijers

2 De dijk en omgeving. Jachthaven Uitdam uitdam March 19,

3 Globale geometrie. Uitdam 3

4 Opbouw van de veenlaag 4

5 Karakterisering van veen. De variabiliteit in veen wordt bepaald door takjes en rietstengels en dergelijke. Die passen niet in een traditioneel monster dat in een triaxiaal test wordt gebruikt! Vele monsters die worden gestoken in veen zijn niet in een test apparaat te zetten omdat ze uit elkaar vallen. De beproefde monster verzameling is dus al een voor selectie! (de stukken die niet uit elkaar vallen) november 2010

6 Celproef Triaxiaal proef Multi stage DSS proef March 19, Single stage

7 Leren van grotere monsters! Veen bezwijkt eigenlijk niet. De sterkte ligt meer in de buurt van het gemiddelde van standaard proeven! Veen deformeert héél veel! De deformaae zou wel een het criterium kunnen worden. Voor grote monsters is een XXXL triaxiaal apparaat nodig. We hebben dan ook een XXXL gat in de grond. 7

8 Gedrag van veen Redelijk geconsolideerde klei en zand deformeren een beetje totdat het te veel wordt! Veen deformeert bij een geringe belasting veel en bezwijkt eigenlijk nooit! (1 is bezwijken) De deformatie wordt het probleem. In een triaxiaal test gaan we uit van een deformatie van 2 of maximaal 5%. Veen is dan nog niet eens wakker! november 2010

9 CPTU, 10 cm 2 cone q t [MPa] q t [MPa] depth [NAP m] depth [NAP m] March 19, 2013

10 ball penetrometer test -20 q bol q[mpa] bol [MPa] depth [m NAP] March 19, 2013

11 Bol sonde november 2010

12 Opzet proeven.. Dit was een ijkdijk proef op klei a 3b March 19,

13 Dit was de proefopzet in Uitdam March 19,

14 Faalmechanisme proef 2 container secundaire verticale scheur primaire verticale scheur horizontale scheur en verschillende kleine scheuren gemeten horizontale verplaatsingen 14 March 19, 2013

15 Vorm van het falen. 15 March 19, 2013

16 Multi stage loading tests 1. ontgraven 4. voorbereiding doorbelasten 2,5 m container uitvullen 2 extra platen 2. voorbelasten 0,5 m 2 m 2 m 1 m 5. doorbelasten 7 platen a 3. consolidatie b a) water niveau in container verhogen b) verlagen water niveau in ontgraving 16

17 Bezwijken? of Grote deformaties? 17

18 Er was geen echt glijvlak, maar veel deformatie totdat de containers er af rolden. 18

19 Uitvoering proef 6 1. Aanbrengen voorbelasting. De voorbelasting bestaat uit drie rijen betonplaten van 10 platen hoog. 2. Consolidatiefase waarin de stertkte toename van de ondergrond is beproefd met sonderingen. 3. Start doorbelast fase. Aanbrengen 10 extra betonplaten op de middelste rij. 4. Doorbelast fase. Aanbrengen containers op de middelste rij betonplaten. 5. Doorbelast fase. Vullen van de containers in stappen. March 19,

20 De laatste test hebben we met drie rijen betonplaten uitgevoerd. 20

21 Proef 6 21

22 Bij toetsen speelt rekenen een belangrijke rol. schematisatie Klei,- en veenlagen model werkelijkheid March 19,

23 Narekenen proef resultaten T1 T1 Geen van de rekenmethodieken, Bishop LiftVan, EEM reproduceert het rechte glijvlak Scheurvorming en gas waargenomen niet in analyse betrokken (vervolgonderzoek) Narekenen (LiftVan) geeft een veldwaarde van de ongedraineerde sterkte; s u = 7 tot 8 kpa Dit correspondeert met resultaten van DSS proeven waarbij het monster is geconsolideerd bij de terreinspanning De gevonden sterkte is hoger dan volgt uit de uitgangspunten van de toetsing en dijkversterking van de MMD 23 March 19, 2013

24 Hoe werkt de sterkte analyse! Monstername in het veld! Beproeven monsters in het laboratorium! Toevoegen regionale data Uitvoeren terrein onderzoek Kiezen bezwijk gedrag. Parameters in rekenmodel! De uitkomsten zijn dan waar! 24

25 Triaxiaal test. Bedacht voor veel stijvere grondsoorten! Geschikt voor maximaal 5% deformatie. Impliciet is dus een deformatie gekozen zonder dat we dit wisten of misschien wel wilden! 25

26 Conclusie doorvertaling Een duidelijke winst lijkt haalbaar indien de sterkte van veen beter wordt beschreven en ingebed in de veiligheidsfilosofie In relatie tot de MMD lijkt, na opwaardering van de sterkte van veen, de helft het traject dat nu afgekeurd is te voldoen aan de gestelde norm. Voor de andere helft lijkt de benodigde dijkversterking te kunnen worden gehalveerd, of op een locatie met 75% gereduceerd, dp

27 Gedachten over rekenen. Analytisch! Vooraf vastgesteld bezwijkgedrag! Veen bezwijkt pas na grote deformaties! Bezwijkpatroon is eigenlijk een extreme deformatie!. 27

28 Gedachten over eindige elementen! Numerieke modellen zijn in principe deformatie modellen en de resultaten zouden potentieel veel beter moeten zijn! Een probleem met numerieke modellen is dat de deformaties niet te groot mogen zijn. Voor de wiskundige beschrijving van het gedrag van veen, terug gevallen op de modellen voor klei. 28

29 Gedachten over de deformatie. Veen onder een dijk is niet spanningsloos of zonder vervorming. Grond staat al honderd jaar onder spanning. De deformatie die we berekenen zal minder groot zijn dan we zullen waarnemen. 29

30 Wat kunnen we nu doen? jaar 1 jaar 2 jaar 3 protocol monstername protocol DSS proeven werkwijze op basis van voorlopige resultaten opamaliseren analyasch model bolsonde DSS proeven vaststellen materiaalfactoren validaae monsterverstoring ontwikkelen analyasch model interacae sajve dijk / slappe ondergrond / vervormingscriteria 30