---

In hoofdstuk 20 van de PPL is het hieronder vrijwel letterlijk geciteerde overzicht opgenomen. Dat overzicht is dus gebaseerd op de inzichten en ervaringen per eind 2019.  Op onderwerpen waar inmiddels nieuwe kennisdocumenten  beschikbaar zijn vanuit POVM of andere bron, is dat in schuinschrift aangegeven. Zie verder ook de hierna volgende aanvullingen, op basis van de ervaringen vanaf begin 2020.

•  Voor toepassing van de PPL op bestaande constructies is nog niet alle benodigde kennis beschikbaar:
  • Er ontbreken eenvoudige richtlijnen om te kunnen vaststellen wanneer bestaande constructies in primaire waterkeringen een stabiliteitverhogende functie hebben die noodzakelijk is voor de overeenkomstig de Waterwet vereiste veiligheid. Alleen bij deze noodzakelijkheid is vervolgens een verdere beoordeling volgens de PPL nodig.
  • Voor bestaande constructies waarvan een noodzakelijke bijdrage aan de waterkerende functie is vastgesteld, ontbreken in de PPL handvatten voor de gevallen waarin de bestaande constructie op voorhand al niet voldoet aan de eisen die de PPL stelt aan de toe te passen configuratie, bijvoorbeeld de eis voor een doorlopende gording.
  • Wanneer een beoordeling van bestaande constructies volgens de PPL niet voldoet aan de eis voor waterveiligheid, ontbreekt nog het benodigde inzicht in mogelijkheden voor opwaardering of (tijdelijke) beheersmaatregelen zoals lifecyclemonitoring, met behoud van de bestaande constructie.
    
    
• De PPL geeft nog geen aanwijzingen voor het op waterveiligheid ontwerpen van stabiliteitverhogende grondkerende gewichtsconstructies en van stabiliteitverhogende constructies op paalfunderingen.
  
  
• De PPL geeft nog geen aanwijzingen voor het op waterveiligheid ontwerpen van hybride combinaties van twee of meer typen stabiliteitverhogende constructies.
  
  
• De in de PPL en PPE beschreven analysemethoden gaan uit van een dwarsdoorsnede die in dijkas-richting niet varieert. Daarmee kan dus niet worden bepaald wat de invloed is van bekende variaties in dijkasrichting op de stabiliteit, vervorming en krachtswerking. Denk daarbij aan de overgang op de gronddijk aan de start en het einde van de langsconstructie, en aan de invloed van op- en afritten. Ook het gevolg van de openingen in discontinue constructies op spanningen in dijkasrichting wordt niet meegenomen. Het rekening houden met deze variaties wordt vooral belangrijk wanneer meer vervorming wordt toegestaan dan volgens de basiseis. De in Bijlage Cvan de PPL gegeven aanwijzingen voor overgangsconstructies zijn dan ook niet meer van toepassing.
  
  
• In § 5.8.2 van de PPL wordt aangegeven dat bij discontinue damwanden minimaal twee dubbele profielen moeten worden toegepast, die in de fabriek moeten zijn geponst. Vanwege het effect van de discontinuïteit op de vormvastheid geldt daarbij een reductiefactor op het weerstandsmoment van 0,9. Indien bij drukkend inbrengen echter wordt overwogen om de eis van ponsen vanwege materieelbeperkingen toch te laten vervallen, neemt de vormvastheid verder af, waarbij nog onbekend is welke extra reductie op het weerstandsmoment dan in rekening zou moeten worden gebracht.
  
  
• De in PPL en PPE gegeven aanwijzingen voor het schematiseren van een restprofiel na optreden van niet-kritische instabiliteit zijn nog onvoldoende onderbouwd. Bovendien ontbreekt een methodiek om (een bovengrens voor) de kans van optreden van de niet-kritische instabiltieit te bepalen, en om daarmee eventueel ook rekening te houden bij het bepalen van de toelaatbare faalkans na optreden van het restprofiel. Zie ook het op dit onderwerp inmiddels beschikbare kennisdocument: POVM Kennisdocument - Modellering Restprofiel.pdf.
  
  
• De PPL adviseert een beperking van het maximaal toelaatbaar overslagdebiet bij  schematisering van een restprofiel (§ 4.8.7). In praktijk bestaat er een behoefte om bij het optreden van een restprofiel meer overslagdebiet toe te laten. Welke schematisering en controles dan moeten worden toegepast is echter nog niet onderzocht. Zie ook het op dit onderwerp inmiddels beschikbare kennisdocument: POVM Kennisdocument - Restprofiel bij grote overslag.pdf.
  
  
• Voor wat betreft op buiging belaste stalen constructiedelen is het nog niet duidelijk onder welke voorwaarden in de toekomst wellicht toch gebruik mag worden gemaakt van de plastische capaciteit.
  
  
• Voor het ontwerpen en uitvoeren van soilmix-blokken ontbreekt nog noodzakelijke kennis over de volgende aspecten.
  
  • Het bepalen van de parameters van het soilmix-materiaal die nodig zijn binnen een eindige-elementenberekening bij toepassing van het Concrete-materiaalmodel in PLAXIS. Bij toepassing van dit constructietype zullen daarom op projectbasis keuzes moeten gemaakt die voldoende conservatief zijn, op basis van materiaalonderzoek en gevoeligheidsanalyses.
  • Het is nog onvoldoende duidelijk wat er in werkelijkheid gebeurt als er scheuren in een soilmix-blok ontstaan en hoe dit werkelijke gedrag zich verhoudt tot wat binnen de eindige-elementenberekening wordt voorspeld bij toepassing van het Concrete-materiaalmodel in PLAXIS . Deze vraag wordt extra relevant bij toepassing van verticale kolommen, omdat daarin eerder trek zal ontstaan.
  • Er is nog onvoldoende bekend over de invloed van de wachttijd tussen de realisatie van elk van de overlappende kolommen. Het is niet bekend of de kwaliteit van het al gemixte materiaal van overlappende kolommen negatief wordt beïnvloed (scheurvorming) of dat het bestaande materiaal zo hard is, dat dit de vorming bij het mixen van nieuwe kolommen belemmert. In toekomstige ontwerpen dient hier aandacht aan te worden besteed, om tot een realistisch uitvoeringsplan te komen Achteraf moet de kwaliteit van het gehele blok worden aangetoond. Op basis van de ervaringen die hiermee zullen worden opgedaan, kunnen op termijn nadere eisen aan de realisatie van soilmix-kolommen worden opgesteld, en toegevoegd in de PPL.
  • Ook ontbreken in deze PPL-versie nog kennis en aanwijzingen voor toepassing van soilmix in de vorm van panelen, eventueel voorzien van wapening (zoals al wel toegepast bij dijkversterking Vijg).
    
    
• Met betrekking tot de benodigde controle op de maximaal toelaatbare faalkans ontbreken nog kennis en/of geschikte methoden. Het gaat daarbij om de volgende deelonderwerpen.
  • De maximaal toelaabare faalkans op macro-instabiliteit in een doorsnede van een dijk met een stabiliteitverhogende constructie wordt in deze PPL gelijkgesteld aan 1/3 van de waarde die volgens het WBI geldt voor de maximaal toelaabare faalkans op macro-instabiliteit in de doorsnede van een gronddijk. Vanwege ontbrekende kennis wordt daarbij echter geen rekening gehouden met de aannemelijke invloed van de aanwezigheid van een langsconstructie op de lengte-effect-factor.
  • De in de PPL aangenomen relatie tussen de partiële schadefactor en de faalkans op doorsnedeniveau is gelijk aan de relatie die binnen het WBI wordt toegepast voor dijken zonder constructies. Deze relatie is echter alleen gekalibreerd op basis van probabilistische glijvlakberekeningen. De toepasbaarheid voor de stabiliteit van dijken met verschillende constructietypen is nog niet onderzocht. Zie daarvoor ook het laatste punt over probabilistische eindige-elementenanalyses van constructief versterkte dijken.
  • Ook is nog niet onderzocht in hoeverre de in de PPL voorgeschreven belastingeffect-factoren en materiaalfactoren samen leiden tot een constructief ontwerp dat voldoet aan de faalkans die volgens de Waterwet maximaal toelaatbaar is, en welke optimalisatie daarin misschien nog mogelijk is. In de faalkansverdeling in CUR166 zijn de mechanismen ‘falen ankers constructief’ en ‘falen ankers geotechnisch’ onder dezelfde faaltak gezet (onder ‘steunpunt bezwijkt’). De faalkansverdeling conform deze PPL wijkt daardoor af van de aanpak in CUR166. De eventuele invloed van deze verschillen op de partiële factoren die in CUR166 zijn vermeld, is verder niet onderzocht. Het verdient daarom ook aanbeveling te onderzoeken wat de invloed is van deze afwijkende indeling in de faalkansruimte op de partiële factoren die in CUR166 zijn vermeld en conform deze PPL worden toegepast.
  • Naast de faaloorzaken die direct aan macrostabiliteit zijn gerelateerd (geotechnisch, constructief, grond-constructie-interactie) geldt ook voor erosie dat nog niet is onderzocht in hoeverre de in de PPL voorgeschreven belastingeffect-factoren, materiaalfactoren en verdere aanwijzingen in deze PPL, in het geval van erosie leiden tot een faalkans die kleiner is dan maximaal toelaatbaar volgens de Waterwet. Erosie kan onder andere worden ingeleid door (on)toelaatbaar grote vervormingen. Hierbij is de overgangsconstructie een belangrijk aandachtspunt, evenals de eventuele verschilver- vorming die in lengterichting van de langsconstructie kan ontstaan.
  • Ten opzichte van de toepassing van partiële factoren leidt toepassing van probabilistische analyses doorgaans tot optimalisatie van beoordeling en ontwerp. Uit eerste exercities (POVM, 2019b) blijkt dat verbetering nodig is van de standaard probabilistische methoden wanneer deze moeten gecombineerd met niet-lineaire eindige-elementenanalyses voor constructief versterkte dijken. Ook ontbreekt nog kennis over de eisen die aan de toepassing van verbeterde methoden moeten worden gesteld.
    
    
• Volgens CUR166 moet een aparte toetsing plaatsvinden van de kistdamvulling. Dit aspect is in de huidige PPL-versie buiten beschouwing gebleven.
  
  
• Een betrouwbare schuifsterkteschematisering van ondergrond en dijksmateriaal is essentieel voor de mechanische analyse van zowel gronddijken als constructief versterkte dijken. Voor de analyse van constructief versterkte dijken met EEM is bovendien een betrouwbare karakterisering nodig van het vervormingsgedrag en van de vervormingsafhankelijke sterkteontwikkeling. Bovendien is dan ook een betrouwbare karakterisering nodig van het gedrag op de grenslaag tussen grond en constructie.
  • Bij toepassing van een restprofiel is het onvoldoende duidelijk welke schuifsterkte moet worden aangenomen in de verstoorde zone. Zie ook het op dit onderwerp inmiddels beschikbare kennisdocument: : POVM Kennisdocument - Modellering Restprofiel.pdf.
  • In het POVM-rapport Voorbeeld_Schuifsterkteschematisering worden enkele relevante resterende kennisleemtes gespecificeerd die betrekking hebben op de bepaling van het verloop van de karakteristieke ongedraineerde schuifsterkte uit een verzameling van sonderingen en labproeven. Daaronder ook het karakteriseren van de ongedraineerde sterkte van niet altijd verzadigde grond.
  • Het is onduidelijk in hoeverre de theoretische winst in schuifsterkte door veroudering tijdens de levensduur zou mogen worden meegenomen en op welke wijze dat zou moeten gebeuren.
  • Met betrekking tot de eindige-elementenanalyse concentreren de kennisleemtes zich verder op een consistente bepaling van karakteristieke waarden van modelparameters voor zowel gedraineerd als ongedraineerd gedrag en op de voorspellende kwaliteit voor zowel kruipvervormingen als voor vervormingen door hoogwaterbelasting.
    
    

• De extra ankerkracht door zakkende grond, met name de bepaling van de k' in de CUR166 formule en de benodigde validatie aan praktijkmetingen. Hiervoor is inmiddels een kennisdocument beschikbaar (POVM Kennisdocument - Zakkende Grond op Ankers.pdf).
  
  
• Het ontwerpen van een kistdam met betrekking tot:
  • De interactie tussen de wanden via ankers en tussenliggende grond;
  • De modellering van de kistdamvulling en de impact van zettingen daarop;
  • De invloed van de initiële spanningstoestand;
  • De te beschouwen belastingcombinaties om tot maatgevende krachten te komen;
  • De invloed op de geohydrologie;
  • De eventuele werking van dicht bij elkaar staande wanden die samen met de tussenliggende grond als samengestelde ligger werken.
    
    
• Het ontwerpen van discontinue wanden met een openingsbreedte van meer dan 1 meter

Terug naar start.

---

Bij de toepassing van vernagelingstechnieken in een dijk op slappe ondergrond kunnen diverse generieke en vernagelingstechniek-specifieke zaken worden onderkend die nader onderzoek vergen en/of waar meer ervaring mee dient te worden opgedaan. Bijlage A van de PPV geeft een overzicht van deze kennisleemtes, oftewel 'witte vlekken', per eind 2018.

Om tot een goed overzicht te komen zijn eerst de binnen de diverse pilotprojecten geïnventariseerde witte vlekken voor Dijkvernageling en JLD-Dijkstabilisator benoemd. Daarna is voor beide technieken in tabelvorm een generiek en een vernagelingstechniek-specifiek overzicht gegeven. Dit overzicht is aangevuld met de inzichten die zijn ontstaan tijdens het schrijven van de PPV. Hierbij is per witte vlek aangegeven op welke wijze er in de publicatie mee is omgegaan en welke onzekerheden daarbij spelen. Ook worden handvatten gegeven voor de manier waarop hiermee bij een concreet project omgegaan zou kunnen worden. De witte vlekken zijn in arbitraire volgorde opgenomen.

Overzicht

Witte vlekken Dijkvernageling

Naar aanleiding van het pilotproject Vianen heeft Deltares in 2016 een rapportage uitgebracht genaamd ‘Invulling witte vlekken acceptatie Dijkvernageling’. In deze rapportage zijn diverse ‘witte vlekken’ benoemd en is aangegeven op welke wijze hiermee kan worden omgegaan. De in deze rapportage benoemde witte vlekken zijn volledigheidshalve hieronder herhaald. Een code geeft aan op welke plek in de overzichtstabellen elke witte vlek wordt behandeld.

• Het analyseren van de kruipsnelheid op basis van de uitgevoerde controle-en bezwijkproeven. (G3)
• Het nader beschouwen van het aantal bezwijk- en controleproeven in relatie tot de lengte van het dijktraject en de heterogeniteit van de ondergrond. Op basis van deze beschouwing zal advies worden uitgebracht met betrekking tot een aanpassing in de procedure bij de toepassing van dijkvernageling in primaire waterkeringen. (G3)
• Het behandelen van de hoeveelheid controleproeven bij het ontbreken van bezwijkproeven. (G3)
• Het vaststellen van de schachtwrijvingsfactor op basis van de conusweerstand. (D4)
• Het behandelen van de toepasbaarheid van dijkvernageling in organische gronden (humeuze klei of veen). (G8)
• Het nader onderzoeken van de eventuele beïnvloeding van de hart-op-hartafstand tussen de nagels (eventuele groepswerking). Dit zal mogelijk leiden tot een reductie van de houdkracht. (G5)
• Het nader vaststellen van een eventuele beïnvloeding van de houdkracht tijdens MHW bij cohesieve materialen en bij zand. Dit zal mogelijk leiden tot een reductie van de houdkracht. (G4)
• Aandachtspunten veiligheidsfilosofie: modelfactor bij 3D-technieken. (G12)
• Aandachtspunten toetsing, beheer en onderhoud. (G13)

Witte vlekken JLD-Dijkstabilisator

Naar aanleiding van de pilot Watergraafsmeer is door Antea Group, ENW en Deltares een overzicht opgesteld van witte vlekken welke binnen het pilotproject nader worden onderzocht. Hieronder is dit overzicht opgenomen, waarbij zaken die heel specifiek gelden voor de situatie in Watergraafsmeer zijn weggelaten. Daarbij is met een code aangegeven op welke plek in de overzichtstabellen deze witte vlek is behandeld.

• Hoe bepaal je het leggerprofiel? (G16)
• Hoe omgaan met vergunningsverlening qua werken in de buurt van de vernageling? (G17)
• Wat gebeurt er met vernageling bij einde levensduur? (G11)
• Hoe omgaan met zettingstrog rondom kopplaat? (J2)
• Erosiebestendigheid rondom kopplaat? (G7)
• Hoe gaan we een vernagelingstechniek beoordelen? (G14)
• Hoe wordt de voorspanning in de JLD-Dijkstabilisator gemeten? (J1)
• Hoe ziet het monitoringsplan en -systeem van de JLD-Dijkstabilisatoren eruit? (G14, J1)
• Kan er kwel optreden langs de nagels? (J3)
• Kunnen er holle ruimtes ontstaan onder de nagels als gevolg van zetting? (G2)
• Interactie van systeem met venige grond? (G8)
• Hoe de stabiliteit/sterkte grond bepalen onder de kopplaat? (G6)
• Hoe omgaan met groepseffect bij dicht op elkaar geplaatste ankers? (G5)
• Effect doorgaande kruindaling en grondvervorming op ankers? (G1)
• Hoe neemt de voorspanning af in de tijd? (J1)
• Welke trillingen en grondverdringing worden verwacht tijdens inbrengen? (G9)
• Welke invloed heeft de mogelijke aanwezigheid van puin, funderingsrestanten, harde lagen, etc. op de uitvoerbaarheid? (G10)

Generiek

 Dijkvernageling

 JLD Dijkstabilisator

Terug naar start.

---

Het in bijlage J van de PPE opgenomen overzicht van kennisleemtes wordt hieronder vrijwel letterlijk geciteerd. Dat overzicht is dus gebaseerd op de inzichten en ervaringen per eind 2019.   Een (groot) deel van de kennisleemtes is ook van toepassing voor glijvlakberekeningen.  Op onderwerpen waar inmiddels nieuwe kennisdocumenten  beschikbaar zijn vanuit POVM of andere bron, is dat in schuinschrift aangegeven.

Modellering grond

Modellering van het grondgedrag is een wezenlijk onderdeel van de schematisering, met veel invloed op de beoordeling van macrostabiliteit. Uit praktijkprojecten volgt dat de aanwijzingen voor ontwerpen en beoordelen nog verbetering behoeft op de hieronder genoemde aspecten. De modellering van het grondgedrag geldt tenslotte ook als dwarsverband voor meerdere van de hierna genoemde onderwerpen.

• Bij het volgens het WBI bepalen van de sterkteparameters uit laboratoriumproeven, zijn in recente versterkingsprojecten praktische vragen naar voren gekomen. Een antwoord daarop ontbreekt nog. Deze vragen hebben onder andere betrekking op de eenduidige bepaling van de critical state-sterkte voor een vlakke-rektoestand uit labtesten (vooral bij grotere rekken), de mogelijkheden om gebruik te maken van andere rekgrenzen in combinatie met ‘strain compatibility’ (ook in relatie tot grondverbetering), de bruikbaarheid van correlaties tussen de SHANSEP-parameters en andere parameters en de toepasbaarheid van DSS-proeven voor klei. Ook is het nog onvoldoende duidelijk hoe de (al dan niet ongedraineerde) critical state-schuifsterkte van zware zandige/siltige cohesieve lagen moet worden bepaald. En hoe de sterkte moet worden gekarakteriseerd van cohesieve grond die niet blijvend door water is verzadigd (dijksmateriaal, deklagen in Oost-Nederland). Per november 2019 is het (tussen)resultaat van recent onderzoek naar de critical state-schuifsterkte van zware zandige/siltige cohesieve lagen opgenomen in een update van de 'Schematiseringshandleiding Macrostabiliteit'. De voor deze grondsoort benodigde tabelinvoer van schuifsterkte als functie van spanning (Su-table) is mogelijk in D-Stabilility vanaf versie 2020.03.
  

• De ongedraineerde sterkte van cohesieve grond in en onder de dijk is afhankelijk van de grensspanning, die toeneemt door blijvende samendrukking als gevolg van (voor)belasten en kruip.
  
  • In praktijk blijkt het nog erg lastig om uit regulier grondonderzoek (veld en lab) op eenduidige wijze het ruimtelijke grensspanningsveld te bepalen dat in de rekendoorsnede moet worden toegepast voor de ontwerp- en beoordelingssituatie. Meer onderzoek is dus noodzakelijk. Ook zijn onderbouwde aanwijzingen nodig voor het kiezen van sondeerlocaties en voor het in rekening brengen van de invloed van de sondeerafstand en van het aantal sonderingen op de onzekerheid in de schematisering van de sterkte/grensspanning. Een eerste schematiseringsvoorbeeld wordt gegeven in het in 2019 opgestelde POVM rapport Voorbeeld_Schuifsterkteschematisering_v1.1. De bevindingen uit dit rapport zijn grotendeels overgenomen in de update van de 'Schematiseringshandleiding Macrostabiliteit'.
  • Het is nog onduidelijk wat na bermaanleg de werkelijke sterktewinst in de tijd is als er drains worden toegepast. Volgens de isotachentheorie is de winst van enkele jaren wachten vergelijkbaar met de winst door voorbelasten via overhoogte of vacuümconsolidatie. In praktijk wordt deze theoretische winst (nog) niet meegenomen. Enerzijds is dat vanwege vermoedens dat de werkelijke winst minder groot is dan de theoretische, anderzijds omdat de beoordelingssystematiek op dit moment alleen rekening houdt met verzwakking in de tijd (door hogere waterstand, dijkzakking en bodemdaling) en nog niet met gelijktijdige sterktetoename. Meer zekerheid over de werkelijke ontwikkeling in de tijd kan eenvoudig worden verkregen op locaties van al eerdere uitgevoerde versterkingen en praktijkproeven. De waarden die volgen uit het toenmalige grondonderzoek kunnen worden vergeleken met de waarden uit nieuw uit te voeren grondonderzoek. Meer zekerheid over de voorspelbaarheid van de ontwikkeling van de samendrukking en van de daaraan gerelateerde sterkte-ontwikkeling kan aanvullend worden verkregen door de resultaten van verschillende constitutieve eindige-elementenmodellen, waaronder het binnen de POVM ontwikkelde Creep-SClay1-model, met elkaar te vergelijken. Blijkt de sterkte moeilijk te voorspellen, dan kan de meerwaarde worden onderzocht van het na oplevering toepassen van sonderingen en/of labonderzoek om de behaalde sterktewinst aan te tonen. Als een veilige prognose voor de sterkte-toename in de tijd mogelijk blijkt, kan deze prognose ten slotte onderdeel gaan vormen van de beoordelingssystematiek.
    
    
• De ontwikkeling van de schuifsterkte van grond als functie van schuifrek is onder andere van belang bij de analyse van grondverbetering, omdat de bezwijksterkte in verbeterde grond al bij beperkte schuifrek wordt bereikt. De critical state-grondsterkte in de omringende niet-verbeterde grond wordt echter pas bereikt bij grote schuifrek. In de huidige POV-publicatie Grondverbeteringen is dit probleem wel onderkend, maar wordt nog geen bevredigende oplossing geboden. Met eindige-elementenanalyses is het mogelijk deze effecten nader te onderzoeken. Doel daarvan is om tot een geoptimaliseerde aanpak te komen door eindige-elementenberekeningen en/of glijvlakberekeningen toe te passen, die de veiligheid voldoende aantonen.
  
  
• Een voorspelling van de vervorming van cohesieve grond is door veel onzekerheid omgeven. Deze voorspelling is niet alleen nodig om een prognose te geven van de directe en tijdsafhankelijke effecten van ophoging (zowel de zetting van de dijk als de horizontale omgevingsbeïnvloeding), maar ook van de aan eisen gebonden vervorming van slanke (constructief versterkte) dijken door hoogwaterbelasting vanwege interactie met andere faalmechanismen. Daarom is meer inzicht nodig in de voorspellende kwaliteit van de huidige state of the art-modellen (waaronder het Creep-SClay1-model) zowel als de meer eenvoudige modellen, al dan niet in combinatie met kalibratie op veldmetingen. Dit inzicht kan worden verkregen door experimenteel modelonderzoek en veldmetingen uit meerdere praktijkprojecten te vergelijken met verschillende voorspellingsmodellen, al dan niet gecombineerd met kalibratiemodellen. Daarbij kan worden gestart met bestaande gegevens uit al uitgevoerde projecten. Hieruit kunnen aanbevelingen voor praktijktoepassing resulteren.

Opdrijven- en opbarsten

Het WBI schrijft voor dat de sterkte van deklagen dunner dan 4 m in glijvlakberekeningen niet meer mag worden meegenomen zodra de opdrijfveiligheid kleiner is dan 1,2. Dit vanwege vervormingseffecten, die in de glijvlakberekening niet kunnen worden meegenomen. Uit een door de POVM opgestelde businesscase blijkt dat vele miljoenen kunnen worden bespaard wanneer de sterkte nog wel (in zekere mate) zou mogen worden meegenomen.

Verkennende POVM-studies op basis van eindige-elementen suggereren dat afschuiven bij opdrijven zowel kan optreden in combinatie met samendrukken van de deklaag (als een veer) als in combinatie met uitknikken en scheuren.  En dat voor het geval van uitknikken een significante aanscherping van de beslisregel mogelijk lijkt. Vervolgonderzoek is echter nodig (zowel numeriek als experimenteel) om de mechanismen beter te begrijpen en om uiteindelijk te kunnen onderbouwen/valideren welke aanpassing van de beslisregel mogelijk is. De modellering van onzekerheden is hierbij ook van belang.

Zie ook de relevante POVM rapporten en het verslag van de workshop op 29 oktober 2020.

Reststerkte

• Bij het rekenen met een restprofiel aan de binnenzijde een stabiliteitswand is het onduidelijk met welke ligging van het restprofiel moet worden gerekend, en met welke resterende sterkte in de verstoorde zone. Dat laatste is zeker de vraag wanneer met ongedraineerde sterkte wordt gerekend. Hiervoor moet een praktische aanpak worden ontwikkeld, met een balans tussen de gewenste eenvoud en de vereiste betrouwbaarheid. Deze aanpak moet worden onderbouwd met resultaten van experimenteel onderzoek in lab/centrifuge/goot en veld, gekoppeld aan een adequate numerieke modellering, met ook een probabilistische component. Zie ook het inmiddels beschikbare kennisdocument.

Modellering constructies

• Uit het POVM-spoor “Actuele Sterkte” is gebleken dat faalkansanalyses ‘op maat’ voor groene dijken vaak leiden tot scherpere beoordelingen dan de toepassing van de standaard partiële factoren volgens het WBI. Deze standaardfactoren zijn afgeleid uit resultaten van faalkansanalyses voor een reeks van representatieve gevallen. De factoren zijn daarbij zo gekozen dat ze voor 80% van die gevallen conservatief zijn. Voor dijken met constructies zijn faalkansanalyses echter nog vrijwel niet toegepast. De tot op heden toegepaste partiële factoren voor constructief versterkte waterkeringen zijn daarmee dus ook nog niet onderbouwd. Toepassing van faalkansanalyses is dus enerzijds nodig voor onderbouwing van partiële factoren en biedt anderzijds de mogelijkheid voor een doorgaans scherpere beoordeling ‘op maat’.
• Om de extra onzekerheden bij toepassing van constructies te kunnen karakteriseren en te beheersen, is daarnaast kennis nodig over het werkelijke gedrag van de constructie (op te bouwen met lifecyclemonitoring bij meerdere praktijkprojecten) en over de via uitvoeringscontroles vast te stellen initiële kwaliteit. Deze gegevens bieden ook de kans voor verdere optimalisatie van uitvoeringstechnieken.
• Binnen de POVM zijn voor een aantal constructieve versterkingstechnieken ten behoeve van binnenwaartse stabiliteit 2D-rekenvoorbeelden opgesteld. Voor vernagelingstechnieken is een uitbreiding naar 3D nodig. Daarnaast zijn extra voorbeelden wenselijk voor de in de POV-publicatie Langsconstructies genoemde resterende technieken. Uit toepassing van de POVM-publicaties voor langsconstructies en vernagelingstechnieken en uit de analyse van de damwandproef volgen ook wensen ten aanzien van aanpassing, aanscherping of aanvulling.
• Uitbreiding van de PLAXIS-functionaliteit is wenselijk voor 3D-berekeningen (vooral nodig voor dijkdeuvels en Dijkvernageling) en voor modellering van fysisch niet-lineair constructiegedrag (vooral nodig voor gewapende betonconstructies).

Faalpaden en interacties tussen mechanismen

Voor het integraal beoordelen van de overstromingskans als gevolg van meerdere mogelijke faalmechanismen is het nodig om ook de volgordelijkheid en de interacties tussen de afzonderlijke mechanismen te beschouwen en om daarvoor voldoende onderbouwde aanwijzingen en voorbeelden te bieden. Hieronder volgt een (niet-uitputtende) lijst met deel-onderwerpen waarover vanuit het POVM-rekencluster vragen zijn opgekomen.

• Het rekenen met reststerkte na afschuiving vereist dat naast stabiliteit ook het effect van afschuiving moet worden beschouwd op buitenbekleding, binnenbekleding en hoogte.
• Meer overslag leidt tot een verhoogde kans op infiltratie en daarmee ook tot een verhoogde kans op macroinstabiliteit. De binnen de POVM uitgevoerde infiltratieproef laat zien dat verzadiging snel kan optreden. Op grond van binnen de POVM voor KIJK uitgevoerde probabilistische analyses is twijfel gerezen of de door KPR geadviseerde aanpak voor de beoordeling van infiltratie voldoende conservatief is.
• Hoogwatergedreven vervorming van slanke dijken met stabiliteitsconstructies kan leiden tot beschadiging van de bekleding aan de buiten- en binnenzijde of tot beschadiging van overgangsconstructies, die ook falen kunnen initiëren. De POVM-publicaties geven de mogelijkheid om daarvoor projectafhankelijke ‘eisen op maat’ te formuleren. Dit is vooral van belang om niet-verankerde stabiliteitswanden te kunnen toepassen. Praktijkprojecten moeten echter nog leiden tot meer ervaring met de praktische invulling. Ook moet worden onderzocht wat de beste manier is om de eisen rekenkundig te toetsen.
• Buitenwaartse macro-instabiliteit leidt tot beschadigingen die de overstromingskans tijdens de reparatieperiode verhogen door een verhoogde kwetsbaarheid voor verschillende faalmechanismen. Het beoordelen en ontwerpen op buitenwaartse stabiliteit is echter nog onvoldoende (semi)probabilistisch onderbouwd, zowel voor groene dijken als voor dijken met constructieve versterking.

Schematisering dijksamenstelling en waterspanningen op basis van grondonderzoek en metingen

De (vaak heterogene) samenstelling en eigenschappen van de dijk en van de dijkbekleding, in combinatie met de wisselende omstandigheden door regenval, hoogwater en rivierbedding, zijn van grote invloed op de macrostabiliteit. Vooral wanneer ondiepe glijcirkels worden berekend, bij steile taluds. Het klassieke grondonderzoek en de klassieke waterspanningsmetingen leveren vaak onvoldoende specifieke informatie over de dijk zelf. In die gevallen moet de dijk conservatief worden geschematiseerd, waardoor vaker dan nodig de conclusie wordt getrokken dat versterking vereist is. Daarom is er meer aandacht nodig voor het betrouwbaar karakteriseren van de lokale samenstelling en van de lokale eigenschappen van de dijk en het dijkmateriaal, onder invloed van de wisselende geohydrologische omstandigheden. De uitdaging daarbij is om resultaten van lokaal grondonderzoek (sonderingen, vinproeven, labonderzoek, kleisamenstelling en -verdichting), van praktijkproeven (waaronder infiltratieproeven), van ruimtelijk continue metingen (geofysica, remote sensing) en van lokale metingen in de tijd (life cycle monitoring) met elkaar in verband te brengen. Daarbij moet ook de toepasbaarheid worden onderzocht van ruimtelijk continue metingen, om het lokale onderzoek te richten op locaties met anomalieën.

Terug naar start.

---

• Voor het uitvoeren van Actuele Sterkte stap 0 (kansenscan) ontbreken in de PPA nog handvatten.
  
  
• Voor het uitvoeren van Actuele Sterkte stap 1 (nauwkeurig schematiseren en uitvoeren semi-probabilistische glijvlak-analyse) ontbreken handvatten en gereedschappen voor:
  • het vertalen van belangrijke 3D-effecten naar een aangepaste 2D-schematisering en/of voor het uitvoeren van 3D (eindige-elementen) stabiliteitsanalyses.
  • het kwantificeren en verkleinen van de onzekerheden in relevante parameters door het combineren van grondonderzoek met (life cycle) monitoringsdata (zettingsbakens, peilbuizen, sensoren, remote sensing etc.).
  Zie verder ook de eerder al  onder 'Grondmodellering' en 'Opbarsten' genoemde punten.
  
  
• Voor het uitvoeren van probabilististische glijvlak-analyses (Actuele Sterkte stap 2 en 3) gelden de volgende kennisleemtes en/of ontbrekende softwaregereedschappen:
  • Het binnen probabilistische berekeningen als stochastische variabele toepassen van andere relevante onzekere parameters dan gerelateerd aan grondsterkte en waterspanning.
  • Het in de software rekening houden met de kansbijdragen van glijvlakken met verschillende ligging. Zie de Handreiking faalkansanalyse macrostabiliteit voor hoe dat tot en met 2020 benaderingsgewijs gebeurt op basis van twee losse berekeningen met vaste glijvlakligging.
  • In software opgenomen meer efficiente probabilistische methoden voor integrale probabilistische glijvlak-analyse, idealiter zonder tussenliggende fragility curves als functie van waterstand (of van verkeersbelasting).
  • Handvatten voor de in rekening te brengen correlaties tussen verschillende stochastische variabelen.
  • Handvatten voor het kiezen van de grenswaarde voor het overslagdebiet bij het begin van infiltratie en bij volledige verzadiging door infiltratie, zoals nodig voor het combineren van de kansbijdragen voor scenario's zonder en met infiltratie.
  • Handvatten voor het meenemen van reststerkte voor binnen- en buitenwaartse stabiliteit, al dan niet binnen een faalpad-analyse.
    
    • Handvatten voor het rekening houden met de reststerkte na binnenwaartse afschuiving, vooral in geval van ondiepe glijvlakken die niet of nauwelijks door hoogwateromstandigheden worden beïnvloed. In dergelijke situaties is het wenselijk om met een restprofiel te mogen rekenen, inclusief de gunstige invloed van eventueel aanwezig voorland.
    • Handvatten voor de probabilistische analyse van buitenwaartse stabiliteit. Inclusief het meenemen van de reststerkte na buitenwaartse afschuiving en inclusief het meenemen van de benodigde hersteltijd (zie POVM-AS_Macrostabiliteit_Buitenwaarts.pdf).
    Zie ook de hierboven al genoemde punten (Faalpaden, Reststerkte) voor de vergelijkbare kennisleemtes ingeval van eindige-elementenanalyses voor (vooral) constructief versterkte dijken.
    
    
• Specifiek voor toepassing van “Bewezen Sterkte” in combinatie met probabilistische analyses (Actuele Sterkte stap 3) gelden aanvullend de volgende kennisleemtes:
  
  • De vertaling van resultaten in een dwarsprofiel naar een dijkvak voor het geval waarin de overleefde belasting slechts in een beperkt deel van het dijkvak aanwezig was.
  • De potentiele meerwaarde van het meenemen van:
    • de overleefde extreme neerslagcondities (belangrijk voor ondiepe glijvlakken),
    • de uitvoeringsstabiliteit met de daarbij gemeten wateroverspanningen,
    • de bewezen stabiliteit onder dagelijkse omstandigheden, indien de faalkans in die situatie ook al relatief hoog is (zie ook hierboven, bij 'reststerkte binnen glijvlakanalyses').
    Dit naast de al wel onderzochte meerwaarde van het meenemen van overleefde extreme hoogwatercondities en de deels al onderzochte meerwaarde van het meenemen van de overleefde verkeersbelasting.
  • Voor de praktische toepasbaarheid is ten slotte ook betere ondersteuning door de rekentools nodig.

Terug naar start.

---