Invalid license: Your evaluation license of Refined expired.

POVM > Achtergronddocumenten en Software

Deze pagina geeft een overzicht van alle achtergronddocumenten en software die binnen de looptijd van de POVM (2015-2019) tot stand zijn gekomen. De achtergronddocumenten zijn opgesteld door verschillende partijen. De inhoud is gebaseerd op de bij deze partijen beschikbare inzichten tijdens totstandkoming.

In vergelijking tot de direct bruikbare  POVM publicaties en de daarop aansluitende Actuele POVM Kennisdocumenten is de aanvullende ontsluiting van het complete POVM archief via deze pagina bedoeld om:

  1. blijvend inzicht te geven in de achtergronden die  hebben geleid tot de uiteindelijke aanwijzingen en keuzes in de zes POVM publicaties;
  2. door te kunnen bouwen op alle verder binnen de looptijd van de POVM vastgelegde kennis, voor zover bruikbaar en actueel naar oordeel van de gebruiker.

Hierna volgt een gerubriceerd overzicht van de verschillende onderwerpen waarvoor binnen de POVM onderzoek en ontwikkeling heeft plaatsgevonden.


Rekenmethodiek - Actuele Sterkte

Onder de noemer 'Actuele Sterkte' is binnen de POVM een aanpak ontwikkeld voor het aantoonbaar scherper beoordelen van macrostabiliteit, door stapsgewijze toepassing van:

  • Een kansenscan (Stap 0);
  • Een betere schematisering van de onzekere ondergrond, gebaseerd op voldoende gedetailleerd grondonderzoek (Stap 1);
  • Een probabilistische faalkansbepaling, als alternatief voor de (doorgaans meer conservatieve) semi-probabilistische standaardbeoordeling (Stap 2);
  • Aanscherping van de faalkans, gebruik makend van overleefde belastingsituaties (Stap 3: 'Bewezen Sterkte').

Door toepassing  op praktijkgevallen is aangetoond dat de versterkingsopgave hiermee aanzienlijk kan worden gereduceerd. De meeste winst wordt daarbij in praktijk meestal geboekt in stap 1 en (wanneer nog nodig) stap 2.

Zie het afsluitende Actuele Sterkte Achtergrondrapport voor een overzicht van de methodiek en van de verschillende succesvolle toepassingen tot en met 2019.

In dit onderzoeksplan wordt beschreven via welke stappen de 'Actuele Sterkte' aanpak zal worden uitgewerkt en uitgeprobeerd, met het referentieproject 'KIJK' (Hollandse IJssel) als casus.

In dit rapport wordt een gemotiveerde keuze gemaakt voor aanvankelijk 5 kansrijke 'KIJK'  dwarsdoorsneden die in het vervolgonderzoek zijn gebruikt om de 'Actuele Sterkte' aanpak op uit te proberen. De gevoeligheid voor verschillende onzekere factoren is voor deze doorsneden afgetast met semi-probabilistische glijvlakberekeningen. In het vervolg is één van de 5 doorsneden afgevallen, omdat daar geen grondonderzoek kon worden uitgevoerd.

In dit memorandum worden de resultaten gepresenteerd van glijvlakberekeningen voor de 4 gekozen dwarsdoorsneden, die zijn uitgevoerd zoals gangbaar in de ‘dagelijkse adviespraktijk’.

Deze rapportage behandelt de schematisering van de waterspanningen in de vier gekozen dwarsdoorsneden. Per profiel wordt een schematisering bepaald door interpretatie van  uitgevoerde metingen.

Dit is de (inmiddels niet meer actuele) conceptversie uit 2016 van de werkwijzer voor bewezen-sterkte toepassing (Actuele Sterkte stap 3) bij de controle op macrostabiliteit van het binnentalud. De term 'bewezen sterkte' doelt op het gebruik van overleefde belastingen om de sterkte en de veiligheid van een dijk beter in te schatten. Kijk hier voor de meest actuele versie op de helpdesk water, uit 2017.  Zie bovendien  ook de handreiking voor faalkansanalyses (Actuele Sterkte stap 2) op de helpdesk water. 

Ten behoeve van een 'Bewezen Sterkte' analyse zijn de in het verleden nabij de 4 profielen overleefde belastingen in kaart gebracht.

De kosten voor het uitvoeren van een 'Bewezen Sterkte' analyse zijn afgewogen tegen het economisch voordeel van een daarmee mogelijk te reduceren versterkingsopgave.

Dit rapport beschrijft voor drie van de gekozen dwarsdoorsneden het resultaat van vergelijkende glijvlakberekeningen (D-GeoStability) en eindige-elementenberekeningen (PLAXIS).  De nieuwe schematiseringen zijn daarbij gebaseerd op het lokale grondonderzoek.  In PLAXIS is de ongedraineerde sterkte gemodelleerd met het  MC-SHANSEP model (zie SHANSEP).

In dit rapport wordt  verslag gedaan van lokaal grondonderzoek nabij de 4 dwarsdoorsneden, ter bepaling van grondparameters voor  zowel glijvlakberekeningen als eindige-elementenberekeningen.

Deze rapporten geven voor 3 dwarsdoorsneden een vergelijking tussen een semi-probabilistische berekening en een probabilistische berekening (stap 2 in de Actuele Sterkte aanpak). Voor 2 van de 3 doorsneden wordt door toepassing van stap 2 al aan de betrouwbaarheidseis gedaan. Voor het resterende profiel blijkt het doorlopen van stap 3 (Aanscherpen van de faalkans door het meenemen van overleefde belasting) niet tot voldoende winst te leiden.

Dit rapport doet verslag van een verkennende studie naar de mogelijkheden voor faalkansbepaling in het geval van buitenwaartste macrostabiliteit. Er wordt zowel kwalitatief als kwantitatief inzicht gegeven in het complete faalpad voor buitenwaartse macrostabiliteit, de trein van gebeurtenissen vanaf de dagelijkse situatie, de initiërende gebeurtenissen (hydraulische belasting en neerslag), via een buitenwaartse afschuiving, de eerstvolgende belasting vóór herstel, vervolgmechansimen tot uiteindelijk een overstroming. De gepresenteerde complete kwantitatieve beschouwing heeft nog niet eerder plaatsgevonden.

Bij de uitwerking is onderscheid gemaakt tussen het bovenrivieren-, kust-, en merengebied. Voor elk van deze drie gebieden is een case kwantitatief uitgewerkt. Ruwweg bestaat de aanpak uit drie onderdelen: A) de bepaling van de kans op een buitenwaartse afschuiving, inclusief de belastingstatistiek, B) de kans op een hoogwater gedurende de hersteltijd en C) de kans op falen door een vervolgmechanisme tijdens het opeenvolgende hoogwater, inclusief reststerkte. In deze probabilistische berekeningen is de “reststerkte” na de initiële afschuiving dus expliciet meegenomen. Daarnaast is ook rekening gehouden met zaken als het aantal te verwachten afschuivingen en de consequentie daarvan op de hersteltijd.  Uit de drie cases volgt  een significant scherpere beoordeling dan volgens de WBI methode. De WBI methode is gebaseerd op een conservatieve schatting van de belasting, semi-probabilistische stabiliteitsanalyse en de kalibratierelatie van macrostabiliteit binnenwaarts. Onder meer door het meenemen van “reststerkte” kan de kans op een overstroming zeer sterk worden verkleind.

Dit afsluitende achtergrondrapport geeft een overkoepelend overzicht van de 'Actuele Sterkte' aanpak voor macrostabiliteit.  Aan de orde komen:

  • Een inhoudelijke samenvatting van de stapsgewijze aanpak;
  • De effecten op projecten (winstpotentie versus projectinpassing), zowel voor de beoordelingsfase als voor de versterkingsfase;
  •  Praktijkvoorbeelden ter illustratie van de aanpak en van de effecten;
  • Aanbevelingen voor verdere ontwikkeling en implementatie.

Rekenmethodiek - Ongedraineerde schuifsterkte

Sinds 2017 moet de schuifsterkte van verzadigde slappe grond volgens het WBI worden gemodelleerd met het SHANSEP model. De daarmee berekende 'Critical State' ongedraineerde sterkte is onder andere afhankelijk van de overconsolidatiegraad (OCR), die van plaats tot plaats kan verschillen. Binnen de POVM is een schematiseringsvoorbeeld opgesteld voor zowel semi-probabilistische als probabilistische berekeningen, waarin de ruimtelijke variatie is afgeleid uit sondeerwaarden. Dit voorbeeld is bruikbaar voor zowel glijvlakberekeningen als eindige-elementenberekeningen. Verder is binnen de POVM onderzoek verricht naar de resterende ongedraineerde sterkte bij een afschuifvlak.

Dit rapport geeft een praktisch voorbeeld voor het schematiseren van de onzekere grondparameters en van het onzekere grensspanningsveld, die samen met de effectieve spanning de ongedraineerde schuifsterkte bepalen. De schematisering is van toepassing voor zowel semiprobabilistische als probabilistische glijvlakberekeningen, die volgens het WBI beide zijn toegestaan.

De toegepaste methodiek voor parameterbepaling wordt in hoofdstuk 2 beschreven. Binnen de methodiek zijn verschillende alternatieven onderkend. Waar mogelijk is aangesloten op al bestaande aanwijzingen vanuit het WBI (Schematiseringshandleiding versie 2.1, 2016). Waar deze aanwijzingen nog ruimte laten is een verdere invulling gegeven. De methodiek is in hoofdstuk 3 vervolgens op een praktijkvoorbeeld toegepast. De resultaten voor de verschillende alternatieven zijn onderling vergeleken, waarna gemotiveerde keuzes zijn gemaakt. Een overzicht van resterende kennisleemtes wordt gegeven in hoofdstuk 4. De gegeven aanbevelingen voor aanpassing van de schematiseringshandleiding versie 2.1 (2016) zijn grotendeels overgenomen in versie 3.0 van de schematiseringshandleiding, die eind 2019 is verschenen (https://www.helpdeskwater.nl/onderwerpen/waterveiligheid/primaire/beoordelen/@205756/schematiseringshandleiding-macrostabiliteit/)

Reststerkte is de naam voor de schuifsterkte die in klei of veen resteert na het optreden van een afschuiving.  Het is belangrijk om deze reststerkte te kennen wanneer het 'restprofiel' na een niet-kritische afschuiving moet worden geschematiseerd. Daaromtrent wordt in het rapport gepresenteerd: (A) een literatuurstudie; (B) de resultaten van laboriumproeven op 'Eemdijkklei', bij grote schuifrekken (tot 50 %); (C) een analyse van voorgenoemde laboratoriumproeven, inclusief vergelijking met literatuur en met andere proefresultaten.

Rekenmethodiek - Software voor ongedraineerde glijvlakberekeningen

De voor glijvlakberekeningen doorgaans toegepaste D-Geo Stability software sloot in 2017 niet voldoende aan op wat nodig is voor het schematiseren van verzadigde slappe grond  met het SHANSEP model. De WBI software was daarvoor ook onvoldoende geschikt en had bovendien een van D-Geo Stability afwijkend rekenhart. Dit leidde in de HWBP en WBI projecten tot veel problemen. Daarom is stapsgewijs  nieuwe glijvlaksoftware ontwikkeld voor zowel beoordeling als ontwerp (D-Stability), met deelfinanciering vanuit POVM en RWS.

In dit rapport wordt een (inmiddels uitgevoerd) voorstel gedaan voor het opzetten van nieuwe software voor glijvlakberekeningen, die praktisch bruikbaar is voor het rekenen met SHANSEP, die geschikt is voor ontwerpdoeleinden (inclusief vernageling) en die het rekenhart deelt met de WBI software.  

Dit document beschrijft het rekenhart na de door de POVM gefinancierde uitbreiding van het BM-Macrostabiliteit rekenhart van WBI voor ontwerpdoeleinden. Dit uitgebreide rekenhart is  vanaf begin 2018 beschikbaar voor HWBP projecten. In eerste instantie alleen in combinatie met de gebruikersschil van tijdelijke 'projectsoftware'. Vanaf 2019 is het rekenhart ook beschikbaar in combinatie met een nieuwe D-Stability gebruikersschil. De meest actuele versie is te vinden bij de hierna volgende downloadlink voor de software.

De deels door de POVM gefinancierde D-Stability software plus handleiding (inclusief de meest actuele scientific manual) is sinds medio 2019 gratis op te halen via de hiernaast getoonde link.


Rekenmethodiek - Eindige-elementen - SHANSEP

In opdracht van de POVM is de eindige-elementensoftware PLAXIS uitgebreid om ongedraineerde sterkte te kunnen modelleren met het SHANSEP model. Daarbij zijn twee varianten ontwikkeld.

  1. MC-SHANSEP. Hier wordt het SHANSEP model gebruikt om bij de start van de ongedraineerde situatie een cohesie-waarde te bepalen voor het Mohr-Coulomb model, in combinatie met een effectieve wrijvingshoek gelijk aan nul.
  2. SHANSEP NGI-ADP. Hier wordt het SHANSEP model gebruikt om bij de start van de ongedraineerde situatie de parameters te bepalen voor het NGI-ADP model, waarin rekening kan worden gehouden met rek-afhankelijke ontwikkeling van stijfheid en sterkte en met eventueel ook nog in rekening te brengen anisotropie.

In beide gevallen is de definitie van de Over Consolidation Ratio (OCR) gebaseerd op de grootste hoofdspanning. Het SHANSEP NGI-ADP model heeft in de uiteindelijke POVM-publicaties de voorkeur gekregen.

Beschrijving van het SHANSEP MC model in PLAXIS.   Bij de overgang op ongedraineerde sterkte bepaalt PLAXIS de actuele lokale schuifsterkte voor het Tresca model (Mohr-Coulomb met effectieve wrijvingshoek gelijk aan nul) op basis van de SHANSEP parameters en de actuele OCR. De actuele lokale schuifstijfheid wordt door PLAXIS aan deze ongedraineerde schuifsterkte gerelateerd via een op te geven verhouding tussen beiden. Zie ook de  Bentley site.

Beschrijving van het SHANSEP NGI-ADP model in PLAXIS, samen met het verslag van verificatieberekeningen en drie voorbeeldtoepassingen.  Bij de overgang op ongedraineerde sterkte bepaalt PLAXIS de actuele lokale ongedraineerde schuifsterkte voor het NGI-ADP model op basis van de SHANSEP parameters en de actuele OCR. Zie ook de  Bentley site.

Een verslag van de validatie van een vroege versie van het SHANSEP- NGI-ADP model. Met de daaruit volgende aanbevelingen zijn in de definitieve versie verbeteringen doorgevoerd.


Rekenmethodiek - Eindige-elementen - POP

In opdracht van de POVM is PLAXIS uitgebreid met de mogelijkheid om de Pre Over Burden Presssure (POP) in 2D berekeningen in te kunnen voeren als een ruimtelijk verlopend veld, via Bore Holes. Hiermee bepaalt PLAXIS de initiële overconsolidatie voor de modellen SHANSEP, Soft Soil (Creep) en Hardening Soil.

Plan van aanpak voor de in opdracht van POVM uitgevoerde uitbreiding van PLAXIS 2D ten behoeve van invoer van een verlopend POP veld.


Rekenmethodiek - Eindige-elementen - Gedrag van slappe grond

Wanneer eisen aan vervormingen worden gesteld, moet het tijdsafhankelijke vervormingsgedrag van slappe grond voldoende nauwkeurig met eindige-elementenberekeningen kunnen worden voorspeld.  Daarvoor zijn geschikte materiaalmodellen nodig.

Het Creep-SClay1 model is een speciaal materiaalmodel voor de anisotropie en kruip van slappe grond, dat vanaf ongeveer 2005  door verschillende promovendi is opgezet en aangepast. Dit model belooft een betere beschrijving van het tijdsafhankelijke vervormingsgedrag van slappe grond dan het al in PLAXIS beschikbare Soft Soil Creep (SSC) model. In opdracht van de POVM is het Creep-SClay1 model beschikbaar gemaakt als een opnieuw opgezet en gevalideerd "User Defined Model", dat kan worden gecombineerd met PLAXIS of met andere EEM software.

Om het werkelijke gedrag van slappe grond beter te begrijpen zijn verder ook laboratoriumexperimenten uitgevoerd op organische klei. Deze experimenten  zijn zowel gebruikt om inzicht te verkrijgen in de kwaliteit van verschillende constitutieve modellen (waaronder  SSC en Creep-SClay1), als ook om het verschil te bepalen tussen de schuifsterkte gevonden in conventionele triaxiaaltesten en de werkelijke 'vlakke rek' sterkte.

Dit rapport beschrijft de theorie achter het Creep-SClay1 model, samen met de numerieke algoritmes die in het  'User Defined Model' zijn gebruikt. Het rapport bevat verder ook een verslag van eerste evaluatieberekeningen.  Daarbij worden ook vergelijkingen getrokken met resultaten van de oorspronkelijke  Creep-SClay1 ontwikkelaars en met  'Soft Soil Creep' resultaten.

Dit rapport beschrijft de resultaten en analyse van laboratoriumexperimenten op verknede organische Oostvaardersplassenklei. Er zijn zowel conventionele triaxiaaltesten uitgevoerd, als proeven met  een aangepast 'Direct Simple Shear' apparaat. In dit aangepaste apparaat is met acht sensoren ook de horizontale spanning loodrecht op de schuifrichting gemeten. Eerste doel van de proeven is om inzicht te krijgen in de schuifsterkte bij de spanningscondities tijdens de triaxiaaltest  en bij de werkelijke 'vlakke rek' omstandigheden in het veld.  De resultaten laten zien dat de triaxiale compressiesterkte een veilige schatting van de 'vlakke rek' sterkte oplevert. De proeven laten ook de invloed van de belastingsnelheid zien. Tweede doel van de proeven is  om een vergelijking te trekken met 'Creep-SClay1', 'Soft Soil' en 'Soft Soil Creep' simulaties. De overeenkomst tussen metingen en  de 'Creep-SClay1' simulaties is bevredigend waar het gaat om de relatie tussen schuifspanning en schuifrek. De gemeten afnemende horizontale spanning  tijdens 'Direct Simple Shear' afschuiving wordt in de simulaties door geen van de modellen teruggevonden. Deze afname is het gevolg van initiële opspanning van de grond in het 'Direct Simple Shear' apparaat. Door deze opspanning is geen sprake van de initiële K0 condities zoals in de numerieke simulaties aangenomen. Voor verder experimenteel onderzoek naar het gedrag onder 'vlakke rek' condities wordt gebruik van een biaxiaalapparaat aanbevolen. 

Het door de POVM gefinancierde 'User Defined Model' voor Creep-SClay1  kan hier gratis worden opgehaald.


Rekenmethodiek - Eindige-elementen - Testsimulatie

De PLAXIS faciliteit voor simulatie van laboratoriumproeven (Samendrukkingsproeven, Triaxiaal, Direct Shear) kan worden gebruikt als hulpmiddel bij het bepalen van de parameters voor de relevante materiaalmodellen. Daarbij bestaat bovendien de (meer experimentele) mogelijkheid om deze parameterbepaling deels automatisch te laten uitvoeren. In opdracht van de POVM is deze simulatiemogelijkheid uitgebreid voor de SHANSEP MC en SHANSEP NGI-ADP modellen. Daarna is een werkwijze voor gebruik van deze faciliteit opgesteld en uitgeprobeerd.

In dit rapport wordt de evaluatie beschreven van de PLAXIS Soil Test module en van de meer experimentele Parameter Optimisation  optie voor het bepalen van parameters voor relevante materiaalmodellen uit een of meer laboratoriumtesten. Uit de resultaten blijkt dat vooral de Soil Test module een geschikt hulpmiddel is om de kwaliteit van een gekozen parameterset te beoordelen in combinatie met een gekozen materiaalmodel. Het blijkt echter niet goed mogelijk is om met uitsluitend PLAXIS labtestsimulaties een unieke parameterset voor een grondsoort te vinden die  een goede fit oplevert voor meerdere testen en testtypen. Deels heeft dit te maken met beperkingen van de materiaalmodellen en van de verdere numerieke modellering, waardoor het werkelijke grondgedrag niet exact kan worden beschreven. Verder heeft dit uiteraard ook te maken met de natuurlijke variabiliteit in grondeigenschappen.

Zie verder bijlage C van de PPE voor de aanbevolen parameterbepaling uit resultaten van verschillende labproeven, inclusief mogelijkheden voor omrekening van 'standaard' grondparameters.


Rekenmethodiek - Eindige-elementen - Langsconstructies

Tot 2017 werden stabiliteitswanden in primaire waterkeringen ontworpen volgens de 'Ontwerprichtlijn voor stabiliteitsschermen (Type II) in primaire waterkeringen' (OSPW). Een verwijzing naar de OSPW is/was daarom ook opgenomen in H21 van Bijlage II uit de 'Regeling Sterkte en Veiligheid van primaire waterkeringen' en in het OI2014v4. De OSPW beperkt zich tot damwanden. Sinds 2017 sluit de OSPW qua veiligheidsbenadering en schuifsterktemodellering inhoudelijk echter niet meer aan op het nieuwe WBI en het OI2014v4. Verder sluit de OSPW niet meer aan op de meest recente kennis en stand der techniek. Eenzelfde incompatibiliteit geldt ook voor  de aanwijzingen die in  verschillende CUR publicaties worden gegeven voor andere constructietypen. Ten slotte bestond in de adviespraktijk het vermoeden dat versoepeling mogelijk was van de in de OSPW opgenomen eisen aan vervorming en aan verticaal evenwicht. Daarom is vanuit de POVM gewerkt aan nieuwe kaders voor verschillende typen langsconstructies, die uiteindelijk zijn opgenomen in de POVM publicaties. Sinds het verschijnen van de POVM publicaties dienen de hierna opgesomde rapporten alleen nog als achtergrondinformatie, die is gebruikt om tot deze POVM publicaties te komen.

Het 'Basisrapport Eindige Elementen Methode' (B-EEM) geeft gemotiveerde voorstellen voor een uniforme veiligheidsbeschouwing en  eindige-elementenaanpak voor het ontwerpen van verschillende typen constructies.  Vanaf 2018 zijn deze voorstellen gebruikt bij het formuleren van de uiteindelijke aanwijzingen in de POVM Publicaties  PPL (Langsconstructies), PPV (Vernageling) en PPE (Eindige-elementen).  Het B-EEM fungeert daarna dus slechts als achtergronddocument. Het rapport geeft eerst een overzicht van de verschillende veiligheidsbeschouwingen die tot 2017 zijn gebruikt, gevolgd door een voorstel voor uniformering. Dat voorstel is op hoofdlijnen als volgt.

  • De doelbetrouwbaarheid voor macrostabiliteit wordt alleen aan de Waterwet ontleend, zolang een beoordeling plaatsvindt van waterveiligheid. Deze doelbetrouwbaarheid blijft gedefinieerd op jaarbasis.
  • Er wordt een faalkansdecompositie toegepast met gelijke verdeling over drie onafhankelijk veronderstelde faaloorzaken (geotechnische instabiliteit, constructief bezwijken, bezwijken van het eventuele ankersysteem).
  •  De stabiliteit, krachten en momenten worden gecontroleerd bij hoogwateromstandigheden en bij een van doelbetrouwbaarheid afhankelijke rekenwaarde voor de grondsterkte. Daarbij wordt gebruik gemaakt van dezelfde relatie tussen doelbetrouwbaarheid en partiële factor als geldt voor de “groene dijken”, zonder constructies.
  • Bij de controle op krachten en momenten wordt aanvullend gebruik gemaakt van partiële factoren volgens de Eurocode norm (belasting-effectfactoren en materiaalfactoren). Deze factoren zijn niet van de doelbetrouwbaarheid afhankelijk.
  • De vervorming door hoogwaterbelasting wordt gecontroleerd bij karakteristieke waarde van de grondsterkte, gebruik makend van eisen die momenteel al gangbaar zijn. Daarnaast wordt een aanvullende mogelijkheid voorgesteld voor 'vervormingseisen op maat'. In het laatste geval moet door aanvullende eisen worden uitgesloten dat deze vervorming andere faalmechanismen dan macrostabiliteit kan initiëren. 
  • Het effect van niet-kritische instabiliteit wordt meegenomen door aanpassing van het geometrisch profiel, zoals in de OSPW ook al voorgeschreven.

Het achtergrondrapport ‘Consequentieanalyse’ beschrijft toepassing van de in de B-EEM voorgestelde aanpak voor 5 praktijkgevallen. Het effect van verschillende keuzemogelijkheden is onderzocht. Uit de conclusies zijn aanbevelingen afgeleid, die daarna zijn gebruikt voor de uiteindelijke aanwijzingen in de PPE .

Conform de PPL, PPV en PPE moeten aparte partiële schematiseringsfactoren in rekening worden gebracht voor constructieve sterkte en voor stabiliteit. Deze factoren kunnen worden bepaald met het hiernaast gepresenteerde Excel 'Rekenblokje', door het invullen van de resultaten van verschillende rekenscenario's. Dit rekenblokje is een uitbreiding van het Excel rekenblokje voor macrostabiliteit (CSSM), zoals te vinden op de helpdesk water.

Analyse van de resultaten van een eindige-elementenanalyse van een diepwand volgens de OSPW.

Quick Wins (2016)

Deze notitie suggereert de volgende drie optimalisatiemogelijkheden ten opzichte van de OSPW, voor de referentieprojecten Capelle-Moordrecht en 'Verbetering IJsseldijken Gouda' (VIJG).

  • Het moment waarop de materiaalfactoren in de berekening worden geïntroduceerd.
  • De wijze waarop de snede-krachten in de rekenprocedure worden vastgesteld.
  • De verplaatsingseisen waaraan de constructie rekentechnisch dient te voldoen.

Bij de notitie is ook de ENW reactie gevoegd. Inmiddels zijn de genoemde optimalisatiemogelijkheden in de PPL en PPE opgenomen. 

Dit rapport doet verslag van drie expertsessies (begin 2016) ter inventarisatie van de benodigde ontwikkeling binnen de POVM. Deze benodigde ontwikkeling van kennis en aanwijzingen bleek zich te concentreren op (1) eindige-elemententoepassing en (2) het ontwerpen van constructies in dijken.


Rekenmethodiek - Eindige Elementen - Probabilistisch

Met probabilistische eindige-elementenberekeningen van langsconstructies in dijken kan het werkelijke veiligheidsniveau worden bepaald. Dat maakt in theorie een scherpere beoordeling mogelijk dan met standaard partiële factoren. Omgekeerd kan ook worden gecontroleerd of toepassing van de standaard partiële factoren volgens het ‘Wettelijk Beoordelingsinstrumentarium’ (WBI) wel voldoende conservatief is voor constructief versterkte dijken. Binnen het POVM rekencluster zijn de mogelijkheden en beperkingen onderzocht van de  'First Order Reliability Method' (FORM).   In opdracht van de POVM is in PLAXIS een probabilistische module gemaakt, die voor dit onderzoek is gebruikt. Daarnaast is PLAXIS ook gecombineerd met de 'Probabilistische Toolkit' van Deltares. Vergeleken met de meer robuuste Monte-Carlo technieken blijft het aantal eindige-elementenberekeningen met FORM beperkt, waardoor rekentijden nog voldoende praktisch blijven.  De robuustheid van FORM bleek voor de beschouwde gevallen helaas problematisch.

Handleiding voor de probabilistische  PLAXIS module (gebaseerd op OPENTURNS), samen met de beschrijving van een academisch toepassingsvoorbeeld.

Evaluatie van de toepassing van FORM voor een diepwand (praktijkgeval), gebruik makend van zowel de PLAXIS module als van de 'Probabilistische Toolkit'. Alleen constructief bezwijken is beschouwd. Het bleek niet mogelijk om met FORM  een geconvergeerde oplossing te bereiken.

Evaluatie van de toepassing van FORM voor een damwand, gebruik makend van de 'Probabilistische Toolkit'. Als voorbeelden zijn een verankerde en een onverankerde wand gebruikt. De geometrie en grondeigenschappen zijn op een praktijkgeval gebaseerd. Alleen constructief bezwijken is beschouwd. Met hulp van gevoeligheidsanalyses is eerst inzicht opgebouwd in het effect van parametervariaties. Zoals verwacht is de grondsterkte de dominante parameter. Omdat deze parameter echter ook van invloed is op de initiële spanningstoestand kan een hogere grondsterkte bij verhinderde vervorming (zoals bij een verankerde wand) toch leiden toch een groter wandmoment. Ook blijkt de invloed van de variatie in grondsterkte boven de ankergording tegengesteld aan het effect van variatie in de grondsterkte daaronder.  Om voor hoge betrouwbaarheidsniveaus (c.q. lage toelaatbare faalkansen) met FORM tot convergerende resultaten te komen waren nabij grondinstabiliteit speciale instellingen en een getrapte bepaling nodig. Het probabilistisch benaderde ontwerpmoment bij de doelbetrouwbaarheid bleek vergelijkbaar met het ontwerpmoment bij bepaling volgens de ontwerpprocedure in de POVM publicatie 'EEM toepassing binnen het ontwerp'. Het in de verkenning geproduceerde resultaat gaat over slechts één geval, waarbij bovendien nog niet alle relevante aspecten (zoals de onzekerheid in de waterstand, de modelonzekerheid en de kans op geotechnische instabiliteit) zijn meegenomen. Een verdergaande analyse is daarom nodig om meer algemene uitspraken te kunnen doen en om te beoordelen of aanpassing van de standaard partiële factoren nodig of mogelijk is. Daarnaast verdient het aanbeveling om te onderzoeken of en hoe de praktische toepasbaarheid van probabilistische analyses voor dit type toepassing kan worden verbeterd, onder behoud van werkbare rekentijden. Begin 2019 is daartoe een veelbelovende alternatieve methode beschikbaar gekomen.



Rekenmethodiek - Grondwaterstroming

De grondwaterstroming en de daarmee samenhangende waterspanningen zijn van directe invloed op de schuifsterkte  van grond. Een belangrijke vraag is daarom hoe deze waterspanningen veilig kunnen worden geschematiseerd, maar niet onnodig conservatief. In POVM kader is een antwoord op deze vraag gezocht. Als ondersteuning daarvoor is via rekenvoorbeelden vastgelegd hoe numerieke modellen kunnen worden ingezet om de waterspanningen onder hoogwatercondities te bepalen en hoe daarbij rekening te houden met 3D effecten en met tijdsafhankelijkheid waar dat nodig is. Zie § 3.5 van de PPE voor de uiteindelijke  aanbevelingen voor het schematiseren van waterspanningen. Bij het opstellen van deze aanbevelingen is mede gebruik is gemaakt van wat uit deze rekenvoorbeelden is geleerd.

Dit rapport  doet verslag van numerieke grondwaterstromingsberekeningen (zowel eindige-differentie als eindige-elementen) voor zes praktijkvoorbeelden. Drie onderzoekslocaties liggen in het bovenrivierengebied (Waaldijk Opijnen, Herwijnen en Vuren), één locatie wordt aangemerkt als een zeedijk (Zeedijk Ameland), één als meerdijk (Markermeerdijk Uitdam) en één locatie ligt in het benedenrivierengebied (Aaldijk Nieuw Beijerland). Voor de Markermeerdijk kunnen waterspanningen bij maatgevende condities eenvoudig berekend worden met de analytische modellen uit ontwerprichtlijnen, waarbij metingen worden geëxtrapoleerd. In de overige gevallen bieden  numerieke  modellen betere mogelijkheden voor het bepalen van het stijghoogteverloop onder hoogwateromstandigheden. In het  geval van Opijnen en Ameland moet daarbij wel rekening worden gehouden met het duidelijk driedimensionale karakter van de grondwaterstroming. Voor de locaties in het bovenrivierengebied en voor de onderzochte meerdijk  volstaat een stationaire berekening.  Voor de onderzochte dijk in het benedenrivierengebied geeft een tijdsafhankelijke berekening bij de aangenomen begincondities een 5% hogere veiligheidsfactor en voor de zeedijk is dit verschil zelfs 13%. 



Rekenmethodiek - Opbarsten deklaag

Bij het opbarsten van de deklaag in relatie tot macrostabiliteit binnenwaarts wordt gevreesd voor het volledig verloren gaan van de steun die de deklaag biedt aan het dijktalud, door het uitknikken van de deklaag. Dit kan gebeuren bij een hoge buitenwaterstand, waardoor de waterdruk in het onderliggende zand toeneemt, de deklaag aanvankelijk opdrukt en daarna laat opbarsten. De vrees voor opbarsten wordt momenteel in rekening gebracht door er in glijvlakberekeningen van uit te gaan dat de deklaag geen enkele schuifsterkte meer heeft in het geval van een opdrukveiligheid van 1,2 (-) of lager en een deklaagdikte van 4 m of minder. Deze rekenregel berust op 'expert judgement' en is niet onderbouwd. Algemeen wordt echter gedacht dat de methode conservatief is en leidt tot een overgedimensioneerd ontwerp. Het POVM onderzoek naar opbarsten heeft als doel om het mechanisme beter te gaan begrijpen en om het veronderstelde conservatisme vervolgens onderbouwd te reduceren.

Via een in dit rapport opgenomen analyse van 234 dwarsprofielen in het bovenrivierengebied  is nagegaan wat het effect is van verschillende scenario's met minder conservatieve rekenregels. In het bovenrivierengebied is het opbarstrisico het grootst. De gekozen scenario’s dekken de aannemelijke onder- en bovengrenzen van de meest relevante parameters. Deze parameters zijn: de kritische opdrukveiligheid, de kritische deklaagdikte, de aanpassing van schuifsterkte als gevolg van opbarsten en de aanpassing van de stijghoogte als gevolg van opbarsten. De consequenties in termen van goedkeuren of afkeuren zijn doorvertaald naar kosten per km dijkversterking.  Tussen de verschillende scenario’s zit een verschil van enkele tientallen km’s dijk die worden afgekeurd, wat leidt tot een verschil van maximaal ca 100 M€ aan versterkingskosten.

Dit hoofdrapport beschrijft:

  • Het numeriek modelleren van de grondwaterstroming bij aanwezigheid van een opbarstkanaal of scheur, waarmee een significant drukverlies in het zandpakket is aangetoond. Door dit drukverlies kan de breedte van de opbarstzone kleiner worden dan de breedte van een afschuiving. Er is echter ook aangetoond dat het gat weer verstopt zodra daarin een zandsuspensie omhoog komt (het begin van piping). Daarmee gaat het gunstige effect van drukverlies weer verloren.
  • Een analyse van deklaagdikte bij 494 waargenomen zandmeevoerende wellen. Het optreden van een zandmeevoerende wel is namelijk een sterke aanwijzing dat (lokaal) opbarsten hier is opgetreden. Het blijkt dat de deklaagdikte in 10% van de gevallen  groter was dan de rekenwaarde van 4 m. Dit zou kunnen betekenen dat 4 m een onveilige rekenwaarde is voor opbarsten op lokale schaal. Kanttekening daarbij is dat zowel in de database als in het bodemmodel onnauwkeurigheden zitten die van invloed kunnen zijn op deze 10%. Het verdient daarom de aanbeveling om de nauwkeurigheid te vergroten door het toevoegen van informatie aan het ondergrondmodel. Indien hierbij gebruik wordt gemaakt van lokaal uit te voeren grondonderzoek, dan kan een dergelijke case worden gebruikt als validatiemateriaal voor eindige-elementen analyses.

Verder vat dit hoofdrapport ook de resultaten samen van het volgende nevenrapport.

Dit nevenrapport beschrijft de resultaten van eindige-elementen analyses waarin het gedrag gedurende het opdrijven van de afdeklaag is bestudeerd voor een eenvoudig voorbeeld. Voor het eerst is het gelukt om het opbarsten van de deklaag te simuleren, inclusief interactie met grondwaterstroming. Opbarsten gebeurde bij een deklaagdikte van 1m en een relatief slappe deklaag. Bij een deklaag van 2m en 3m trad een niet voorzien mechanisme op waarbij de deklaag als een slappe veer indrukt, zonder te bezwijken, maar waardoor het dijktalud wel afschuift. De resultaten van deze berekeningen liggen tussen de resultaten van klassieke glijvlakberekeningen met en zonder sterkte van de deklaag. Dit geeft een aanwijzing dat een volledige sterktereductie in een glijvlakberekening te conservatief is, maar dat het volledig intact veronderstellen van de deklaag te optimistisch is. De variantenstudie is te beperkt geweest om op basis hiervan al een voorstel te doen voor aanscherping van de rekenregels. Daarom wordt aanbevolen om de modelstudie verder uit te breiden. Naast het uitbreiden van de studie wordt eveneens aanbevolen om met behulp van een experiment, ofwel op prototype schaal ofwel grootschalig laboratoriumonderzoek of geo-centrifuge de proef op de som te nemen en het model te valideren.



Praktijkproeven - Damwand

Bij de start van de POVM was onvoldoende bekend over het werkelijke gedrag van een dijk met een damwand onder hoogwater- en opdrijfcondities.  Daarom zijn praktijproeven uitgevoerd in Eemdijk. Het onderzoeksprogramma bestond uit drie onderdelen:

  • Een Pull-Over Test (POT) op vier configuraties, elk samengesteld uit meerdere damwandplanken;
  • Een Full-Scale Proef van de dijk zonder damwand (FSP-groen), ter vergelijking met de damwandproef;
  • Een Full-Scale Proef van de dijk met onverankerde damwand zonder discontinuiteiten (FSP-blauw).

Het doel van deze praktijkproeven was drieledig:

  1. Het tot ná bezwijken  in kaart brengen van het werkelijke gedrag van een dijk met een constructieve versterking;
  2. Het daarmee valideren en in de toekomst mogelijk ook bijstellen van de in de PPL en PPE beschreven rekenwijze en van de daarbij in rekening te brengen veiligheid;
  3. Het beschikbaar maken van een data-set voor vervolgonderzoek.

Bij de proefopzet en de eerste analyse van resultaten stonden de volgende kennisvragen centraal.

  1. Hoe ziet het werkelijke sterkte- en stijfheidsgedrag tot na bezwijken eruit (inclusief het ontstaan van restprofiel) en welke volgorde van deelmechanismen treedt er daarbij op?
  2. Wat is bij een dijk versterkt met een onverankerde stalen damwand de meest werkelijkheidsgetrouwe benaderingsmethode voor het restprofiel en de reststerkte?
  3. Wat zijn de vervormingen tot aan bezwijken ter plaatse van een aansluiting tussen een niet versterkte en versterkte gronddijk?

  4. Hoe goed kunnen de beschikbare rekenmodellen het werkelijk optredende gedrag in de verschillende proeven voorspellen?

  5. Welke invloed hebben het (dis)continue karakter en de mate van inbedding van de damwand in de grond op de doorsnedeklasse volgens EN 1993-5?

  6. In hoeverre gedraagt een in grond ingebedde plank na ontstaan van een plastisch scharnier zich volgens de EN 1993-5?

  7. Hoe verhoudt de werkelijke sterkte en stabiliteit van de dijk zich tot de benodigde sterkte en stabiliteit conform de oude (OSPW) en nieuwe (PPL) ontwerpmethodiek?

Dit rapport beschrijft het plan voor het uit te voeren grondonderzoek en het plan voor de metingen tijdens de aanleg en tijdens de proefuitvoering.

Dit rapport beschrijft het resultaat van 3D eindige-elementensimulaties van de Pull-over testen (met de software DIANA), ter ondersteuning van het definitieve ontwerp. In deze analyses is de werkelijke profielvorm van de damwand gemodelleerd en is ook het plastische gedrag van het damwandstaal meegenomen.

Dit rapport beschrijft het definitieve ontwerp voor de Pull-over testen.

Dit rapport beschrijft het definitieve ontwerp voor zowel de 'groene' als de 'blauwe' dijk.

Ten behoeve van de uitvoerende partijen omvat dit rapport een globale beschrijving van de proeflocatie (hoofdstuk 2), een contactlijst van de betrokken personen (bijlage B), de voorziene planning van de aanleg en opbouw van de fullscale bezwijkproeven  (hoofdstuk 3) inclusief visualisaties (bijlage F), een beschrijving van de beheersmaatregelen om specifieke ongewenste gebeurtenissen  te voorkomen (hoofdstuk 4) en een beknopte samenvatting van de aan te brengen meetinstrumenten voor geotechnische monitoring (hoofdstuk 5).

Dit rapport beschrijft het resultaat van metingen tijdens de aanlegfase van de 'groene dijk', tijdens en tussen de ophoogslagen. Metingen hebben plaatsgevonden met onder andere hellingmeetbuizen, waterspanningsmeters, zettingsmeetplaatjes en zettingsmeetslangen.

Dit rapport beschrijft de uitvoeringsbegeleiding die op basis van de metingen is toegepast om de ophoogfasering voor de groene dijk gecontroleerd te laten plaatsvinden, zonder het optreden van (lokale) instabiliteiten.

Dit rapport doet verslag van de opbouwfase voor de full-scale bezwijkproeven, zowel voor de 'groene' als de 'blauwe' proefdijk. Naast een chronologisch verslag van de opbouw van de groene proefdijk met beeldmateriaal, bevat het rapport verder:

  • ‘as built’ tekeningen voor de opbouw (juist na de aanleg).
  •  beschrijving werkzaamheden inclusief fotomateriaal.
  •  ‘as built’ tekeningen na de opbouw (juist voor de proef).

In dit rapport zijn de gebeurtenissen en bijzonderheden tijdens de proeffase van de groene proefdijk vastgelegd. Naast een chronologisch verslag met beeldmateriaal omvat het rapport:

  • Het logboek van meetgegevens proef.
  • ‘As built’ tekeningen voorafgaande aan proef.
  • ‘As failed’ tekeningen juist na de proef.

In dit rapport zijn de gebeurtenissen en bijzonderheden tijdens de proeffase van de blauwe proefdijk vastgelegd. Dit factual report omvat, naast het chronologische verslag (hoofdstuk 3) met beeldmateriaal (hoofdstuk 4), het volgende:

  • Logboek van meetgegevens proef (hoofdstuk 5, bijlage A).
  • ‘As built’ tekeningen voorafgaande aan proef (bijlage B.1).
  • ‘As failed’ tekeningen juist na de proef (bijlage B.2).
  • Beschrijving glijvlak (bijlage B.3)

Dit eindrapport beschrijft een eerste analyse van de resultaten uit de Pull-Over Test (POT), de Full Scale Proef op de niet versterkte dijk (FSP-groen) en de Full-Scale Proef op de constructief versterkte dijk (FSP-blauw). Bij deze analyse is gebruik gemaakt van verschillende eindige-elementensimulaties  voor het trekken van vergelijkingen en voor het maken van gekalibreerde 'postdicties'.


Praktijkproeven - Infiltratie

Sinds 2017 zijn vanuit het WBI golfoverslagdebieten toegestaan van meer dan 1 l/s/m. Wanneer rekening moet worden gehouden met meer golfoverslag bestaat er bij de controle op macrostabiliteit echter veel onzekerheid over de infiltratie van het water dat op het binnentalud terecht komt. Bij een golfoverslagdebiet van 1 l/s/m of meer wordt daarom in de praktijk veiligheidshalve uitgegaan van een ‘volle dijk’ (volledig verzadigd door infiltratie). De schematisering die hierbij wordt gebruikt is een freatisch vlak gelijk aan het maaiveld met daaronder een hydrostatische druk. Om na te gaan in hoeverre dit scenario realistisch is zijn in POVM kader praktijkproeven uitgevoerd op twee proeflocaties langs de Hollandse IJssel. De eerste praktijkproef leidde al zeer snel tot een oppervlakkige afschuiving. De oorzaak daarvoor was een lokale zandinsluiting, die niet was opgemerkt tijdens het voorafgaande grondonderzoek. De tweede infiltratieproef heeft laten zien dat volledige verzadiging een realistisch scenario is, maar dat de standzekerheid in praktijk nog niet verloren gaat wanneer de rekenkundige stabiliteit de grenswaarde heeft bereikt. Daarom is ook geïllustreerd hoe de 'bewezen sterkte' tijdens deze infiltratieproef kan worden ingezet voor een significante 'update' van de berekende kans op stabiliteitsverlies.

Dit rapport beschrijft de resultaten en analyse van de tweede Infiltratieproef, die is uitgevoerd op 27 en 28 juni 2018. De doelstelling van deze proef was om de aanname van een volledig verzadigd dijklichaam bij een overslagdebiet van 1.0 l/m/s te toetsen. Het vermoeden bestond dat deze aanname wellicht te conservatief was en dat binnen de tijdsduur van een stormopzet  misschien geen volledige verzadiging van het dijklichaam zou optreden, waarmee de standzekerheid dus hoger zou zijn dan nu wordt aangenomen. Onderdeel van de analyse was ook een faalkansbepaling met invloed van 'bewezen sterkte'.

Met betrekking tot de getoetste hypothese bleek  dat verzadiging van het dijklichaam echter toch een zeer realistisch uitgangspunt is, na een continue simulatie van een overslagdebiet van bijna 2,0 l/m/s gedurende 10 uur. Op basis van deze proef kan een golfoverslag van 1 l/s per strekkende meter bij een kleidijk wel degelijk tot volledige verzadiging leiden. Gezien de snelheid van de opbouw van de waterspanningen bij lagere debieten mag zelfs voorzichtig worden geconcludeerd dat verzadiging ook al kan optreden bij debieten lager dan 1 l/s per strekkende meter.

De veiligheidsfactor die voor het proefvak was berekend op basis van lokaal bepaalde sterkteparameters bij een volledige verzadiging was 1.0 bij rekenkundig gemiddelde parameters. Tijdens de proef waren er echter geen enkele signalen van (beginnende) instabiliteit, ook niet toen het dijklichaam verzadigd was. Dit geeft aanleiding tot twee verdere vragen, te weten:

  1. De stabiliteitssommen gemaakt met gemiddelde sterkteparameters geven een veiligheidsfactor van 1.0 voor een relatief oppervlakkig afschuifvlak (circa 2 m diep intrede 1 meter in de binnenkruin, uittrede in de binnenteen). Dit komt niet overeen met de observatie. Waar en in welke mate ‘onderschatten’ we de sterkte bij lage spanningen? Is het zo dat de gemeten waterspanningen in het dijklichaam tijdens de proef waterspanningen zijn die zich in de structuren (scheurtjes en ‘kiertjes’ tussen de klei aggregaten/korrels) opbouwen, terwijl de aggregaten ‘droog blijven’. Ofwel is er dus geen sprake van volledige verzadiging en wordt de sterkte in grote mate bepaald door de structuur van de klei?
  2. Als afgeleide van het eerste punt, als de interne structuur van een kleidijk lichaam ook zeer bepalend is voor de standzekerheid hoe zal dan de structuur van de klei in een dijklichaam zich ontwikkelen onder extreme klimaat veranderingen met perioden van hogere neerslag en extremere temperaturen en droogte? Deformatie metingen tijdens deze proef laten reversibele en irreversibele zwel zien, maar hoe zal dit zich ontwikkelen bij meer extremen?

De uitgevoerde infiltratieproef heeft aangetoond dat het binnentalud van de dijk een grote hoeveelheid water kan weerstaan zonder af te schuiven. Voor het beproefde dijkvak is daarom ook een bewezen sterkte analyse uitgevoerd. Door het combineren van de toetssituatie en de geobserveerde situatie tijdens de infiltratieproef stijgt de betrouwbaarheidsindex in de kansberekening van 3.96 naar 4.98.  Dit komt overeen met een faalkans die afneemt van ongeveer 1/75 jaar (zonder 'bewezen sterkte') tot ongeveer 1/8500 per jaar (met 'bewezen sterkte'). Hieruit blijkt dat het gebruik van een observatie zoals een infiltratieproef significate invloed  op de faalkans.kan hebben



Praktijkproeven - Vacuümconsolidatie

Tijdelijke voorbelasting kan een alternatief vormen voor het aanleggen van een berm. Bij voldoende verhoging van de effectieve verticale spanning gaat de grensspanning in cohesieve grond omhoog. Daarmee resulteert dan ook een verhoging van de ongedraineerde schuifsterkte. Bij vacuümconsolidatie wordt grond tijdelijk voorbelast door het aanbrengen van onderdruk in verticale drains. Vanuit de POVM is via praktijkproeven op twee proeflocaties onderzocht wat de blijvende invloed op de ongedraineerde schuifsterkte is van  twee verschillende systemen (Menard en Beaudrain-S).

Dit rapport doet verslag van een onderzoek naar de blijvende invloed van vacuümconsolidatie op de ongedraineerde sterkte van cohesieve grond.  Ter validatie van de blijvende verhoging zijn veldproeven uitgevoerd op de proeflocaties Bleskensgraaf en Schardam. Er is gebruik gemaakt van zowel het traditionele Menard systeem (beide locaties)  als van het alternatieve Beaudrain-S systeem (alleen Schardam).  Voorafgaand aan de vacuümperiode en na afloop daarvan zijn boringen en sonderingen uitgevoerd. De blijvende toename van grensspanning en van ongedraineerde sterkte is primair aangetoond door laboratoriumproeven op grondmonsters die uit de boringen zijn genomen. Aanvullend bewijs is verkregen door het relateren van grensspanning en veldspanning aan de ongedraineerde sterkte met hulp van het SHANSEP rekenmodel. Aanvullend bewijs is ook verkregen door gebruik te maken van een lineaire correlatie tussen de ongedraineerde sterkte en de netto sondeerweerstand. De langs verschillende wegen gevonden bewijzen komen kwantitatief grofweg met elkaar overeen. De gemeten waterspanningen laten zien dat het effect van vacuümconsolidatie midden tussen de verticale drains in de siltige kleilaag bij Schardam bij benadering gelijk is aan de gemeten drukverlaging ter plaatse van de drains. De effectiviteit in veenlagen is echter minder groot. De mogelijke oorzaak is de aanwezigheid van gas, of een grote leklengte. Om tussen de drains in veen binnen een redelijke tijd voldoende waterdrukverlaging te bereiken kan daarom een fijner stramien van verticale drains nodig zijn dan in klei het geval is. Vanwege de aangetoonde effectiviteit in deze praktijkproef en in eerdere praktijkproeven wordt de methode in principe aanbevolen voor praktijktoepassing. Voorafgaand dient wel nader onderzoek plaats te vinden naar de voorspelbaarheid van het effect in klei en veen. Dit om in ontwerpsituaties op betrouwbare wijze een optimale drainafstand te kunnen bepalen. Verder moet  in het praktijkontwerp voldoende aandacht  worden geschonken aan de mogelijke invloed van verticale drains op het stationaire stijghoogteverloop. Ten slotte wordt aanbevolen om bij praktijktoepassingen uitgebreid te blijven meten en om na afloop een bepaling van grondsterkte uit te voeren, ter controle van de in praktijk bereikte verbetering.

Enkele bijlagen bij het hoofdrapport.


Monitoring van de sterkte

Bij de start van de POVM bestond de wens om tijdsgebonden metingen en observaties te kunnen inzetten voor het 'monitoren' van de dijksterkte tijdens de hele levensduur (beheerfase, afkeurfase, ontwerpfase en uitvoeringsfase). Dit wordt genoemd 'Life Cycle Monitoring' (LCM). LCM maakt tijdig ingrijpen mogelijk wanneer dat nodig is, waardoor de veiligheid toeneemt. In POVM kader is daarvoor een beoordelingssysteem ontwikkeld, waarmee LCM systemen kunnen worden opgezet die optimaal bruikbaar zijn voor het beoogde doel.

In hoofdstuk 2 en 3 van deze handreiking wordt ingegaan op  de betekenis, het doel en de meerwaarde van Life Cycle Monitoring. In hoofdstuk 4 wordt de in POVM kader ontwikkelde beoordelingssystematiek voor monitoringssystemen bij dijken uitgelegd. In hoofdstuk 5 wordt ingegaan op het gebruik van deze handreiking door uiteenlopende partijen. Hoofdstuk 6 bevat een viertal concrete voorbeelden voor dijken in de vier verschillende fasen van de levenscyclus.

Dit is de beoordelingsmatrix die hoort bij de HLCM.

De waterspanningen bij dijken hebben een grote invloed op geotechnische faalmechanismen, die van belang zijn voor toetsing, beheer, ontwerp en uitvoering. Dit  nieuwe protocol geeft handvatten voor het uitvragen,  aanbieden,  installeren en gebruiken van systemen om deze waterspanningen te meten. Het protocol bevat onder andere complete checklijsten voor de uitvraag (opdrachtgever) en voor het aan te bieden monitoringsplan (opdrachtnemer). Aanbevolen wordt om in aanbiedingen waar mogelijk naar dit protocol te verwijzen.

In dit visiedocument wordt beschreven hoe beproefde geofysische en 'remote sensing' meet- en monitortechnieken meerwaarde kunnen gaan bieden voor waterkeringenbeheer. Voorgenoemde technieken leveren lijn- en vlakdekkende informatie, waarmee geometrische en tijdsafhankelijke onzekerheden gereduceerd kunnen worden, zowel bovengronds als ondergronds Binnen de nieuwe waterveiligheidsbenadering hebben deze gereduceerde onzekerheden direct invloed op de daarmee berekende faalkans. Toch worden deze methoden binnen Nederland nog nauwelijks benut voor het toetsen, het versterken, de zorgplicht en  waarschuwingssystemen. Aan de ene kant komt dat door onbekendheid met de mogelijkheden. Aan de andere kant komt dat doordat de kwaliteit of het nut ter discussie staat. In dit rapport worden zes ontwikkelsporen voorgesteld om daarin verandering te brengen, gebaseerd op een analyse van de volwassenheid van de verschillende technieken.


Processen en Contracteisen

Bij toepassing van onconventionele stabiliteitsverhogende technieken is speciale aandacht nodig voor de inpassing  daarvan in contracten en processen.  Buiten de aan waterveiligheid gerelateerde eisen in de gebruiksfase moeten in contracten verder ook eisen worden gesteld voor de uitvoeringsfase. En eisen die verband houden met functies waarvoor het Bouwbesluit van toepassing is. Tenslotte is inzicht nodig in de consequenties die een verhoogd maximaal toelaatbaar golfoverslagdebiet heeft op andere functies dan waterkeren en op andere mechanismen dan hoogte-gerelateerd. De volgende documenten bieden in deze gevallen ondersteuning.

Het doel van de werkwijzer 'Stimuleren innovatieve inschrijvingen' is het bieden van een kader aan een beheerder (en aan inschrijvers) om met (nog) niet-geaccepteerde technieken uit de markt om te gaan. Van contractvoorbereidingsfase, via de aanbestedings- en realisatiefase tot en met de volgende toetsronde. De eerste drie hoofdstukken schetsen de belangrijkste vraagstukken en denkrichtingen die een beheerder kan doorlopen wanneer hij innovatieve inschrijvingen wil stimuleren. Op basis van deze hoofdstukken zijn in de bijlage concrete teksten opgenomen die beheerders kunnen toepassen in hun contract- en aanbestedingsdocumenten. Bijlage 1 heeft betrekking op de aanbestedingsfase, bijlage 2 op de realisatiefase.

In dit rapport is een lijst van 23 innovatieve oplossingen voor macrostabiliteitsproblemen opgenomen die tijdens een workshop door de verschillende deelnemende waterschappen als kansrijk werden gezien. Er is onderscheid gemaakt in verschillende stadia van rijpheid.

In dit memorandum wordt een ontwerpkader geschetst voor de secundaire functies van waterkeringen waarbij een verhoogd golfoverslagdebiet wordt toegestaan. Het doel van dit memo is het opzetten van een kader voor beheerders en ontwerpers van waterkeringen, waarin de eisen aan de secundaire functies gekwantificeerd kunnen worden. In het memo wordt expliciet gekeken naar secundaire functies van waterkeringen in relatie tot (een verhoogd) golfoverslag(debiet). Merk op dat golfoverslag op meerdere manieren kan worden uitgedrukt, zoals: golfoverslagdebieten, stroomsnelheden en volumes. Dit memo beperkt zich tot golfoverslagdebieten.

Het doel van deze bureaustudie is om handvatten te bieden bij de afweging of het toestaan van zwaardere golfoverslagcondities een geschikt alternatief is voor het verhogen van een specifieke dijk of dijktraject. Allereerst wordt inzicht verschaft in de relatie tussen het golfoverslagdebiet en de kruinhoogte (Hoofdstuk 2). De besparing in de kruinhoogte kan immers worden gezien als de baten van het toestaan van een hoger golfoverslagdebiet. Vervolgens wordt een globaal overzicht gegeven van de overige consequenties (Hoofdstuk 3) welke verder worden toegelicht in specifieke hoofdstukken. Zo worden de verschillende faalmechanismen van de dijk uitgewerkt (Hoofdstuk 4) en is er specifieke aandacht voor de overgangen en discontinuïteiten in de bekleding (Hoofdstuk 5). Tevens is er aandacht voor de consequenties welke niet direct gekoppeld zijn aan waterveiligheid (Hoofdstuk 6) en de onderhoudsaspecten van de dijk (Hoofdstuk 7). Aan de hand van een case studie (Hoofdstuk 8) worden de genoemde aspecten geïllustreerd. Tot slot zijn de conclusies weergegeven in Hoofdstuk 9.

In dit onderzoek is een vergelijking gemaakt tussen de huidige ontwerppraktijk conform de Eurocode en Waterwet. Op basis van deze vergelijking kunnen vervolgstappen gedefinieerd worden om zo aan te tonen in welke situatie het gelijkwaardigheidsbepaling van het Bouwbesluit toegepast kan worden. Hetgeen betekent dat als een constructie ontworpen is conform de Waterwet niet meer aan de voorwaarden van het Bouwbesluit hoeft te worden voldaan omdat ten minste dezelfde mate van veiligheid wordt gehaald als beoogt met het Bouwbesluit.

NB. Anno 2020 wordt een aangepaste tekst in de nieuwe aankomende Regeling Bouwbesluit voorzien. Daarin zal naar verwachting uitsluitend de Waterwet van toepassing zijn voor de functie 'waterkeren''. Voor de overige functies blijft het bouwbesluit wel gelden. Er zijn voor de functie 'waterkeren' dan niet langer dubbele beoordelingen nodig. De ingangsdatum van deze aanpassing is nog niet bekend.

Bij het aanbrengen van verbeteringsmaatregelen bij waterkeringen is het mogelijk dat het overstromingsrisico tijdelijk groter is dan het geaccepteerde risico volgens de norm. Om projecten uniform en in overeenstemming met de wensen van waterschappen uit te voeren zijn in dit document contracteisen voor het uitvoeren van dijkversterkingsprojecten opgesteld die kunnen worden opgenomen in aanbestedingsdocumenten. Hoofdstuk 2 bevat een beschrijving van de veiligheidsfilosofie die aan de basis ligt van de eisen voor de uitvoering van dijkversterkingsprojecten. In hoofdstuk 3 t/m 6 worden de eisen gespecificeerd. In hoofdstuk 7 worden tot slot enkele belangrijke inzichten en leerpunten meegegeven die naar voren komen uit de expertsessies en interviews, maar die niet in de eisen zijn opgenomen.

  Gebruik het navigatiemenu linksboven in de kantlijn om te zoeken en te bladeren.