...
Tabel 3.3 Overzicht geometrische variabelen. Omrekening verwachtingswaarde en standaardafwijking vanuit het gemiddelde en standaardafwijking van de onderliggende normale verdeling:
en
Voor bepaling van de kans op overschrijding van de toelaatbare inscharingslengte moet de volgende betruwbaarheidsfunctie opgelost worden:
| (2.5) |
Deze functie kan exact opgelost worden door de kansdichtheidsfuncties alle variabelen in bovenstaande tabel mee te nemen, niveau III, of door de functie te lineariseren in het ontwerppunt, waarbij de kansverdeling van elke variabele wordt benaderd door een standaard normale verdeling, niveau II. Dit laatste vindt plaats in een FORM analyse. Navolgend worden twee methoden beschreven om de overschrijdingskans van de inscharingslengte te berekenen:
...
Uit probabilistische berekeningen blijkt dat cotana cotanα, cotanb cotanβ, D/H en c een kleine invloed hebben op de overschrijdingskans (de invloedsfactor is klein). Daarom kan de FORM analyse vereenvoudigd worden door deze parameters deterministisch te nemen, dus de verwachtingswaarden, E(X), aangegeven in Tabel 3.3.
...
Met deze kentallen is het mogelijk de overschrijdingskans van L te bepalen en vervolgens de kans dat L groter is dan Ltoelaatbaar. Als betrouwbaarheidsfunctie wordt dus vergelijking (2.5) genomen. Hierin is L de optredende inscharingslengte die berekend wordt met vergelijking (2.4) op basis van de verwachtingswaarde en de standaardafwijking van cotang en Ltoelaatbaar, dat is de aanwezige lengte van het voorland. In dit geval is cotang de enige stochast, dus kan de betrouwbaarheidsindex b betrouwbaarheidsindex β worden bepaald door vergelijking (2.6) op te lossen voor cotan gcotanγ, lognormaal verdeeld. Oplossen van deze vergelijking kan door middel van iteratie.
| (2.6) |
Een zoekalgoritme voor de iteratie wordt gegeven door het volgende stroomschema.
1 Start met
en bepaal L voor2 Bepaal de waarde van de relatieve afstand[2] Ltoelaatbaar /L
3 Gebruik voor b voor β en bepaal L voor
als nieuwe waarde4 Herhaal de stappen 1 tot 3 tot de waarde van b van β is gevonden waarvoor
Om te compenseren voor de niet beschouwde stochastische variabelen cotana, cotanb, D/H en c moet de berekende betrouwbaarheidsindex gecorrigeerd worden. Op basis van een kalibratie, waarbij b waarbij β is berekend in een FORM-analyse met alle parameters als stochast (x-as) en een FORM-analyse waarbij alleen cotg cotγ als stochast is meegenomen (y-as), blijkt dat de in hierboven gegeven stappen berekende b berekende β gedeeld moet worden door een factor 1,10.
...
Uitgaande van een Gauss-verdeling, wordt de overschrijdingskans van de toelaatbare inscharingslengte vervolgens berekend met:
| (2.7) |
Rekenvoorbeeld:
De toelaatbare inscharingslengte bedraagt 60 meter, de helling van het voorland cotana = 6 en de diepte van de geul H = 15m. Voor de overige parameters wordt de verwachtingswaarde genomen. De iteratie om b te bepalen ziet er als volgt uit.
1 ;
2
3
4 De iteratiestappen 1 tot 3 worden herhaald. De berekende waarden staan in onderstaande tabel.
Iteratie | biβi | cotan(gγ) | L | Ltoelaatbaar /L | biβi+1 |
1 | 1,0 | 24,5 | 36,9 | 1,63 | 1,63 |
2 | 1,63 | 31,1 | 55,8 | 1,08 | 1,75 |
3 | 1,75 | 32,6 | 60,0 | 1,0 | 1,75 |
...
Bepaal overschrijdingskans toelaatbare inscharingslengte per dijkvak P(L > Ltoelaatbaar)vak
| (2.8) |
waarin Lvak de lengte van het dijkvak is.
...