...

• de gemiddelde helling is steiler dan of gelijk aan 1:4, over een hoogte van minimaal 5m;
• de totale helling (geulrand-geulbodem) is gemiddeld steiler dan of gelijk aan 1:7.
  1.5 Stap 5 (= Stap 5 van VTV): Aanwezigsheid verwekinggsvoelige lagen
  Aanwezigheid van verwekingsgevoelig gebieden in het voorland.

2

...

. Simple check according to CUR-113

Definition of the design channel depth HR and the design slope aR of a fictive underwater cross section
Height above water
Ratio h2 / h1
Increased height
Offset bottom

Fictive channel depth
Fictive slope

According to the simple criterion for liquefaction in CUR-113, the safety against liquefaction is sufficient if at least one of the following criteria is met:

• satisfies the correlation of Baldi : Rn1 > 0.5
• satisfies: cotan aR > 7 × (HR / 30m)1/3
• satisfies both following conditions:
  • Rn3 > 0.5
  • cotan aR > 4 × (HR / 30m)1/3

where:
Rn1 Minimum relative density over a height of 1 m
Rn3 Minimum relative density over a height of 3 m
aR Slope of a fictive profile as if all grond is situated under water.
HR Channel depth of a fictive profile as if all grond is situated under water• Voldoet volgens correlatie van Baldi aan: Rn1 > 0.5
• Voldoet aan: cotan R > 7 × (HR / 30m)1/3
• Voldote aan beide volgende voorwaarden:
– Rn3 > 0.5
– cotan R > 4 × (HR / 30m)1/3
met:
Rn1 - Relatieve dichtheid gemiddeld over een hoogte van 1 m.
Rn3 - Relatieve dichtheid gemiddeld over een hoogte van 3 m.
R - Taludhelling van een fictief profiel alsof alle grond onder water ligt.
HR m Taluddiepte van een fictief profiel alsof alle grond onder water ligt.

Opmerking: Bij verwekingsvloeiing speelt de grond en het progiel onder de verwekingsgevoelige laag geen rol. Daarom mogen HR en cotan R berekend worden voor een diepte van de putbodem gelijk aan de diepte van de onderkant van de laag waarvoor Rn1 > 0.5 respectivelijk Rn3 > 0.5.
In paragraaf O.6.2.1 van Deel O Onderbouwing van CUR Aanbeveling 130 is het definite van rekenputdiepte HR en rekentaludhelling R van een fictief onderwater dwarsprofiel gegeven.

Het bovenwater gewicht van zand groter is dan dat onder water. Om dat in rekening te brengen wordt voor de analyse van verwekingsvloeiingen een fictief onderwater dwarsprofiel beschouwd waarin de verticale korrelspanningen gelijk zijn aan die van een profiel dat inderdaad geheel onder water ligt. Dat profiel wordt verder vereenvoudigd tot een profiel met één constante taludhelling. Die helling wordt hier met de rekentaludhelling R aangeduid. De bijbehorende (fictieve) taludhoogte met rekenputdiepte HR. HR kan worden berekend met de volgende formule:

waarinwhere:
boven water \[\] Volumieke gewicht van de grond boven water.
verzadigde grond \[\] Volumieke gewicht van de verzadigde grond.
water \[\] Volumieke gewicht van het water.
2.2 Eenvoudige criterium voor bresvloeing CUR 130
Volgens de eenvoudige criterium in CUR 130 moet het profiel liggen binnen een bepaald profiel, dat verschilt per situatie, zie navolgende tabellen
• een talud met platberm of zonder platbermen
• voor zand met D50 > 250 m en D15 > 100 m
• voor zand met D50 > 500 m en D15 > 250 m
• voor zand fijner dan 250 m zijn er geen eenvoudige regels.
•

3. Detailed check

De gedetailleerde toets bestaat 3 Gedetailleerde toetsing Zettingsvloeiing (Stap 6 in het VTV)
De gedetailleerde toets bestaat op zichzelf uit slechts één stap: de kans op een zettingsvloeiing die leidt tot schade aan de dijk wordt vergeleken met de toelaatbare faalkans.
Om tot deze faalkans in de gedetailleerde toets te komen zijn in totaal 6 stappen (6a t/m 6f) nodig. Deze stappen worden in Figuur 1 schematisch weergegeven. In stappen 6a en 6b wordt de voor de gedetailleerde toets benodigde informatie beschreven.

Figuur 1 Stappen om te komen tot de kans op een zettingsvloeiing die leidt tot schade aan de dijk, ten behoeve van de gedetailleerde toets

3.1

...

Step 6a: bepaal het representatieve dwarsprofiel en de ondergrondopbouw

In de voorgaande toetsstappen 2 (schadelijkheidscriterium in § 1.1), 4 (optredingscriterium in § 1.4) en 5 (aanwezigheidscriterium in § 1.5) is reeds gekeken naar respectievelijk de voorlandlengte, de onderwateroever geometrie en de aanwezigheid van verwekingsgevoelige lagen. In deze eerste stappen zijn al representatieve dwarsprofielen per dijkvak bepaald op basis van gelijke kenmerken van:
• De lengte van het voorland
• De gemiddelde geuldiepte
• De gemiddelde hellingsgradiënt van het (onderwater)talud
• De dikte en diepteligging van de verwekingsgevoelige lagen of laag.
De lengte van een dijktraject wordt gelijk genomen aan de lengte waarover bovengenoemde aspecten redelijk constant zijn.

...

boven ° Hoek tussen het maaiveld van het voorland en het boventalud.
onder ° Hoek tussen de geulbodem en het ondertalud.

3.2

...

Step 6b: bepaal de gemiddelde relatieve dichtheden van de zandlagen in de ondergrond

Er bestaan verschillende manieren om de relatieve dichtheid van een zandlaag te bepalen. Enerzijds bestaat de mogelijkheid om de relatieve dichtheid in situ te meten door middel van elektrische dichtheidsmetingen en anderzijds door middel van correlaties met sondeerweerstanden. Er zijn verschillende correlaties om op basis van de conusweerstand de relatieve dichtheid te bepalen. De meest gebruikelijke zijn de correlaties van Schmertmann, Baldi en Villet&Mitchell, waarbij de correlatie van Schmertmann in de regel de hoogste, Baldi de gemiddelde en Villet&Mitchell de laagste relatieve dichtheden genereert.
In de gedetailleerde toetsing wordt geadviseerd de correlatie van Baldi te gebruiken tenzij aantoonbaar kan worden gemaakt dat een andere correlatie meer van toepassing is (bijvoorbeeld na validatie met in situ metingen). De correlatie van Baldi wordt gegeven in de volgende formule:
(1)
met:
Re - Relatieve dichtheid, gebaseerd op poriegetal e:
Re = (emax – e)/ (emax – emin)
qc MPa Gemiddelde conusweerstand per meter in de sondering
σv' kPa Verticale korrelspanning
Let wel, de bovengenoemde correlatie is geldig voor elektrische sonderingen, conform oude NEN standaard (of nieuwe EURO-code) met kwaliteitsklasse I of II, en niet voor mechanische sonderingen. Ten behoeve van de toetsing zijn in de regel sonderingen op de kruin en in het achterland voorhanden. Het verdient aanbeveling, zeker bij aanwezigheid van een voorland om extra sonderingen op het voorland uit te voeren.

3.3

...

Step 6c: bepaal de kans op een zettingsvloeiing P(ZV)

Er kan beschikbare kennis van een zandwinning bestaan in de vorm van lokale ervaringsstatistiek. Daarnaast is er algemeen beschikbare kennis over het optreden van afschuivingen en zettingsvloeiingen. Deze betreft:
ervaring opgedaan in Zeeland met oever-, dijk- en plaatvallen;
de schadepraktijk zoals deze met zandwinningen is bepaald.
Van de Zeeuwse praktijk van 'zettingsvloeiingen' langs de vooroevers en langs de zandplaten is een overzicht gemaakt Wilderom 1979. Hierin zijn de resultaten van meer dan 1100 'zettingsvloeiingen' en 'afschuivingen' verwerkt. Enkele 'zettingsvloeiingen' zijn zeer omvangrijk geweest, waarbij enkele miljoenen m3 zand zijn verplaatst. De resultaten zijn samengevat in Silvis & de Groot 1995.
Deze 'zettingsvloeiingen' zijn oeverinscharingen waarvan de meeste waarschijnlijk voor een groot deel bestaan uit verwekingsvloeiingen, omdat ze vooral zijn opgetreden in gebieden met dikke lagen van losgepakt zand. Uit beschrijvingen kan men echter ook afleiden, dat een aantal van die vloeiingen plaatsvond in een tijdsbestek van vele uren of zelfs ruim een etmaal. Daaruit kan men wellicht concluderen, dat bresvloeiingen ook een belangrijke rol hebben gespeeld.
Een verwekingsvloeiing in een losgepakte laag of een afschuiving in een lokaal door stroming uitgeschuurde laag kunnen als initiatie voor een terugschrijdend bresproces hebben geleid, dat eindigde in een grote oeverinscharing.
De gemiddelde kans kan men als volgt afleiden. Langs de Zeeuwse oevers hebben in 100 jaar circa 1000 grote zettingsvloeiingen plaatsgevonden. De lengte van de oevers met losgepakt zand in voldoende dikke lagen wordt geschat op 100 km. Zodoende ging het om 0,1 zettingsvloeiing per jaar per km oever met verwekingsgevoelig zand. Deze ervaring is opgedaan bij taluds waarvan de karakteristieken zijn weergegeven in Tabel 1 (uit Silvis & de Groot 1995).

...

per jaar per km Kans op voorkomen van een zettingsvloeiing
m - Modelfactor is 1,5
Ltrajectlengte km Lengte van het dijktraject waarover voorlandlengte, geuldiepte, gradiënt van de onderwatergeul en dikte van verwekingsgevoelige lagen uniform worden geacht

3.4 Stap 6d: bepaal de maximaal toelaatbare en de optredende inscharingslengte

Een zettingsvloeiing is pas schadelijk voor het waterkerend vermogen van de dijk als het schadeprofiel de dijk raakt (interactie met andere faalmechanismen wordt in deze redenatie niet meegenomen). De maximaal toelaatbare inscharingslengte (zie Figuur) is dus de lengte van het voorland. Dat is een conservatief criterium. Immers, enige aantasting van de dijk hoeft nog niet tot een overstroming te leiden. Voor deze maximale inscharingslengte mag de totale lengte van het voorland in rekening worden gebracht, ofwel het "uittredepunt" van het maximaal toelaatbare schadeprofiel is de buitenteen van de dijk.
Naast de maximaal toelaatbare inscharingslengte, Ltoelaatbaar, moet de optredende inscharingslengte L bepaald worden.
Als een zettingsvloeiing plaatsvindt, zal een deel van het vervloeide materiaal naar de zijkanten afvloeien. Door dit tweedimensionale effect zal de oppervlakte van de verdwenen grond bovenin het dwarsprofiel (Area 1 in Figuur) ongeveer een factor 1,4 groter zijn dan de oppervlakte van de grond die er aan de onderkant (Area 2) bijkomt. Het uitvloeiingsprofiel heeft ook niet één gelijkmatige taludgradiënt maar bestaat uit ruwweg twee delen; een zeer flauw ondergedeelte en een steiler bovengedeelte. Door Silvis en De Groot 1995 is voor een tweedimensionale situatie een formule afgeleid voor deze massa/oppervlakte balans tussen vervloeid en gesedimenteerd materiaal. Daarbij is het genoemde verschil tussen Area 1 en Area 2 nog niet meegenomen. Indien deze verhouding wel wordt meegenomen, luidt de formule:
(3)
met:
mits
, c = verhouding tussen Area1 en Area2 (A1=cA2)
H = geuldiepte (niet fictieve)
D = steile gedeelte schadeprofiel
Als c = 1 geldt:

...

Gemiddelde Onder- en bovengrens
Inscharingslengte L 80 m 10 - 250 m
Helling gemiddeld over het gehele talud  1:7,5 1:4,0 - 1:17,9
Helling bovenste steile deel  1:2,6 1:1,3 - 1:8,0
Helling onderste deel  (uitvloei) 1:15,9 1:10 - 1:30
Relatieve hoogte bovenste deel D/H 0,43 0,35 – 0,50
Tabel 3.1 Geometrische eigenschappen van het dwarsprofiel na optreden van een zettingsvloeiing
Na het bepalen van de maximaal toelaatbare inscharingslengte (L= de breedte van het voorland) kan met behulp van formules 0.4 (met cot β = 2,6 en D=0,43H) de te verwachten inscharingslengte L berekend worden als functie van de stochast . De daaruit volgende kansverdeling van L wordt afgeleid in de volgende stap.

3.5 Stap 6e: bepaal P(L>Ltoelaatbaar)

Op basis van de hiervoor beschreven statistiek kan de kansverdeling van cotan worden beschreven door een normale verdeling met Ecotan=15,9(= ) en cotan=4,6.
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 genomen:

...

Uitgaande van een Gauss-verdeling, wordt de kans dat een schadeprofiel de waterkering raakt en schade berokkend P(schadeprofiel) als volgt bepaald uit de berekende :
(4)
Met bovenstaande berekeningen is de kans dat inscharingslengte groter is dan de maximaal toelaatbare inscharingslengte bepaald.
Bovenstaande berekeningen zijn relatief eenvoudig in Excel uit te voeren.

3.6 Stap 6f: bepaal P(Schade aan waterkering door ZV)

In stap 6c is de afzonderlijke kans van voorkomen van een zettingsvloeiing (oorzaak) bepaald en in stap 6e de afzonderlijke kans op schade (gevolg) gegeven een zettingsvloeiing. De totale kans op schade ofwel de totale kans op aantasting van het waterkerende vermogen (kans op falen) van het dijklichaam door een zettingsvloeiing wordt bepaald door vermenigvuldiging van de beide afzonderlijke kansen (oorzaak maal gevolg):
(5)
De berekende faalkans uit vergelijking (5) dient nu te worden getoetst aan de maximale normkans. Deze normkans voor het afzonderlijke faalmechanisme zettingsvloeiing moet worden afgeleid van de norm voor de betreffende dijkring. Hoe dit moet worden gedaan is uitgelegd in de volgende paragraaf.
4 Geavanceerde methode (SLIQ2D Windows)
Methode die nu in SLIQ2D Windows zit. Er wordt beoordeeld in hoeverre taluds van losgepakt zand onder water metastabiel zijnin de volgende paragraaf.

4. Adavnced methode (SLIQ2D Windows)

Methode 1 Bepaling van rekentaludhoogte en --helling volgens methode SLIQ2D
In de methode die nu in SLIQ2D Windows zit, worden de rekentaludhoogte HR en --helling R bepaald. Omrekening gebeurt in de volgende stappen:
Stap 1: de hoogte van het gedeelte van het talud boven water (h1) wordt vergroot tot h2 met een factor die gelijk is aan de verhouding tussen het gewicht van grond (zand/klei) boven water en de grond onder water:

met:
w - Het watergehalte:

Sr - Verzadigingsgraad (0 < Sr < 1). Voor zand (meestal droog) Sr = 0 en voor klei (meestal compleet verzadigd) Sr = 1.
Stap 2: met de kleinste kwadranten methode wordt vervolgens het onderwatertalud (rode lijn in onderstaande figuur) ten opzichte van het fictieve onderwatertalud bepaald. Vervolgens is de hellingshoek van het fictieve profiel (R).

Na het testen van de user interface van het nieuwe programma heb ik de volgende bugs gevonden:
1 Als je op de New Soil optie van de Edit menu drukt, dan veranderen de namen in de eerste lijn van de tabel (Hoogte i.p.v. Height...etc), zie plaatje hieronder. Ook zijn de 3 laatste kolommen niet meer grijs maar wel beschikbaar. Zie onderstaande plaatje.

2 De naam "Watergehalte" aan de rechtse zijde van het Embankment scherm is niet vertaald.
3 Als je op de Save optie van de File menu drukt, wordt altijd het scherm Save As geopend en daar moet je de naam van het bestand opnieuw geven. Dat is volgens mij een beetje vervelend. Beide opties Save en Save As zullen beschikbaar zijn.

Bovendien heb ik als gebruiker/tester de volgende wensen:
4 Geen dumpfile is na een berekening beschikbaar om naar de waarden van X, Y, Lambda, Ko, P en Q te kijken. Deze waarden zijn alleen maar in het scherm Embankment en na een berekening grafisch beschikbaar. Het zou leuk zijn of alle resultaten in een dumpfile geschreven worden. Ook bij het openen van een werkelijk som kan de gebruiker de resultaten van de berekening niet direct zien, hij moet eerst een nieuwe berekening draaien.
5 Het zou ook leuk zijn om de naam van het bestand waarmee je bezig bent te kunnen zien boven het programma scherm, naast Deltares - Sliq2D bijvoorbeeld.
5 Literatuur
Baldi, G. e.a., Design parameters for sands from CPT. Proceedings 2nd. European Symposium on Penetration Testing Amsterdam, 1982.

CUR, Aanbeveling 113: Oeverstabiliteit bij zandwinputten, 2008.

NEN 6740: 1986, Technische grondslagen voor bouwconstructies. TGB 1986, Nederlands Normalisatie-instituut, Delft, 1986.

Ministerie van Verkeer en Waterstaat (2007), Voorschrift Toetsen op Veiligheid Primaire Waterkeringen. Katern 9 Voorland, ISBN 978-90-369-5762-5.

Handboek Zettingsvloeiingen, GeoDelft rapport CO-353260/10, oktober 1994

G. van den Ham & M. de Groot, Statische verweking talud: Handleiding windows versie SLIQ2D, Deltares , 2009.

. Er wordt beoordeeld in hoeverre taluds van losgepakt zand onder water metastabiel zijn.

4.1 Bepaling van rekentaludhoogte en --helling volgens methode SLIQ2D

In de methode die nu in SLIQ2D Windows zit, worden de rekentaludhoogte HR en --helling R bepaald. Omrekening gebeurt in de volgende stappen:
Stap 1: de hoogte van het gedeelte van het talud boven water (h1) wordt vergroot tot h2 met een factor die gelijk is aan de verhouding tussen het gewicht van grond (zand/klei) boven water en de grond onder water:

met:
w - Het watergehalte:

Sr - Verzadigingsgraad (0 < Sr < 1). Voor zand (meestal droog) Sr = 0 en voor klei (meestal compleet verzadigd) Sr = 1.
Stap 2: met de kleinste kwadranten methode wordt vervolgens het onderwatertalud (rode lijn in onderstaande figuur) ten opzichte van het fictieve onderwatertalud bepaald. Vervolgens is de hellingshoek van het fictieve profiel (R).

Na het testen van de user interface van het nieuwe programma heb ik de volgende bugs gevonden:
1 Als je op de New Soil optie van de Edit menu drukt, dan veranderen de namen in de eerste lijn van de tabel (Hoogte i.p.v. Height...etc), zie plaatje hieronder. Ook zijn de 3 laatste kolommen niet meer grijs maar wel beschikbaar. Zie onderstaande plaatje.

2 De naam "Watergehalte" aan de rechtse zijde van het Embankment scherm is niet vertaald.
3 Als je op de Save optie van de File menu drukt, wordt altijd het scherm Save As geopend en daar moet je de naam van het bestand opnieuw geven. Dat is volgens mij een beetje vervelend. Beide opties Save en Save As zullen beschikbaar zijn.

Bovendien heb ik als gebruiker/tester de volgende wensen:
4 Geen dumpfile is na een berekening beschikbaar om naar de waarden van X, Y, Lambda, Ko, P en Q te kijken. Deze waarden zijn alleen maar in het scherm Embankment en na een berekening grafisch beschikbaar. Het zou leuk zijn of alle resultaten in een dumpfile geschreven worden. Ook bij het openen van een werkelijk som kan de gebruiker de resultaten van de berekening niet direct zien, hij moet eerst een nieuwe berekening draaien.
5 Het zou ook leuk zijn om de naam van het bestand waarmee je bezig bent te kunnen zien boven het programma scherm, naast Deltares - Sliq2D bijvoorbeeld.G.A. van den Ham, M.B. de Groot & M. van der Ruyt, Concept Technisch Rapport Voorland Zettingsvloeiing