Ontwikkeling van D-Geo Flow

Piping is een faalmechanisme voor dijken en dammen waarbij onder invloed van grondwaterstroming zand vanuit granulaire lagen wordt verplaatst zodaning dat er een holle ruimte (de 'pipe') ontstaat die zich progressief kan ontwikkelen in tegengestelde richting van de grondwaterstroming. Indien de pipe voldoende tijd krijgt zich verder te ontwikkelen kan de pipe volledig doorgroeien richting de watergang en kan dit leiden tot het ondermijnen en falen van de waterkering.

Door verschillende wijzigingen in de veiligheidsbeoordeling voor piping in de afgelopen jaren, zoals het meenemen van het lengte-effect, de overgang naar de overstromingskansenbenadering, het verwijderen van de regel van Bligh and aanpassingen in het Sellmeijer model, voldoen veel meer dijken niet aan de eisen. Door deze ontwikkelingen is een noodzaak ontstaan voor meer geavanceerde pipingberekeningen.

Om dergelijke complexe situaties te kunnen beoordelen is D-Geo Flow ontwikkeld. D-Geo Flow is een graphical user interface voor het eindige elementen rekenplatform DGFlow. Het model bevat een pipingmodule, gebaseerd op het model van Sellmeijer, om bij een gegeven waterstandsverloop te kunnen beoordelen of piping kan optreden. De kernel van D-Geo Flow simuleert de ontwikkeling van de pipe gebaseerd op vergelijkingen voor de stroming in de pipe en het evenwicht van korrels op de bodem van de pipe, in combinatie met de grondwaterstroming simulator voor, gebaseerd op Richards vergelijking. 

Het verschil tussen DgFlow en D-Geo Flow

In de afgelopen jaren is gewerkt aan de kernel DgFlow om 2D en 3D piping berekeningen uit te kunnen voeren met complexe geometrie. D-Geo Flow is een gebruikersschil met een bevroren versie van de kernel van DgFlow, waardoor 2D steady state en transiente berekeningen gemakkelijk uitgevoerd kunnen worden. Voor een standaard dijkgeometrie met een enkele homogene zandlaag en steady state condities zijn de uitkomsten van D-Geo Flow in overeenkomst met de aangepaste regel van Sellmeijer, zoals opgenomen in Bijglage III van de regeling veiligheid primaire waterkeringen 2017. 

Links: Voorbeeld van DgFlow: pipe ontwikkeling in een 3D configuratie.  Rechts: GUI van D-Geo Flow 

Functionaliteiten van D-Geo Flow

D-Geo Flow is een graphical user interface voor het eindige elementen rekenplatform DGFlow. Het model bevat een pipingmodule, gebaseerd op het model van Sellmeijer, om bij een gegeven waterstandsverloop te kunnen beoordelen of piping kan optreden.

In D-Geo Flow is het mogelijk om 2D transiënte grondwaterstromingsberekeningen uit te voeren met gelaagde grondopbouw, waarin zowel een tijdsafhankelijke hydraulische belasting, de samendrukbaarheid van het korrelskelet en het grondwater, en verandering van de freatische lijn meegenomen worden.

Meer informatie en D-Geo Flow tutorials zijn te vinden in de Handleiding.