Anchor | ||||
---|---|---|---|---|
|
Info | ||
---|---|---|
| ||
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:
Hierna volgt een gerubriceerd overzicht van de verschillende onderwerpen waarvoor binnen de POVM onderzoek en ontwikkeling heeft plaatsgevonden.
|
Divbox |
---|
Rekenmethodiek - Actuele Sterkte |
Info | ||
---|---|---|
| ||
Onder de noemer 'Actuele Sterkte' is binnen de POVM een aanpak ontwikkeld voor het aantoonbaar scherper beoordelen van macrostabiliteit, door stapsgewijze toepassing van:
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. |
Divbox |
---|
Rekenmethodiek - Ongedraineerde schuifsterkte |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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. Anno 2020 loopt ten slotte nog onderzoek naar de schuifsterkte van niet altijd verzadigde cohesieve grond. |
Divbox |
---|
Rekenmethodiek - Software voor ongedraineerde glijvlakberekeningen |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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. |
Anchor | ||||
---|---|---|---|---|
|
Divbox |
---|
Rekenmethodiek - Eindige-elementen - SHANSEP |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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.
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. |
Divbox |
---|
Rekenmethodiek - Eindige-elementen - POP |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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. |
Divbox |
---|
Rekenmethodiek - Eindige-elementen - Restprofiel |
Info | ||
---|---|---|
| ||
Wanneer tijdens de eindige-elementenberekening achter een stabiliteitswand een niet-kritische instabiliteit ontstaat schrijft de voorheen vigerende richtlijn (de OSPW) voor dat een zogenaamd 'restprofiel' moet worden gemodelleerd, om benaderingsgewijs rekening te houden met de door instabiliteit veroorzaakte aanpassing van geometrie en van schuifsterkte in de verstoorde zone. In de OSPW wordt daarvoor 2/3e van de oorspronkelijke hoogte voorgeschreven, zonder reductie van de gedraineerde schuifsterkte. Dit op basis van een studie uit 2012 (Onderzoek in het kader van ontwerprichtlijn stabiliteitsschermen WSRL, Onderdeel 6: Reststerkte. Rapport nr. 9X1883.A0). Het is echter onduidelijk of deze modellering onder alle omstandigheden voldoende veilig is, zeker na de overstap die in 2017 is gemaakt naar een ongedraineerde schuifsterktekarakterisering op basis van het SHANSEP model. |
Divbox |
---|
Rekenmethodiek - Eindige-elementen - Gedrag van slappe grond |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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. |
Divbox |
---|
Rekenmethodiek - Eindige-elementen - Testsimulatie |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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. |
Divbox |
---|
Rekenmethodiek - Eindige-elementen - Langsconstructies |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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. |
Divbox |
---|
Rekenmethodiek - Eindige Elementen - Probabilistisch |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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. |
Divbox |
---|
Rekenmethodiek - Grondwaterstroming |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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. |
Divbox |
---|
Rekenmethodiek - Opbarsten deklaag |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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. |
Divbox |
---|
Praktijkproeven - Damwand |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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:
Het doel van deze praktijkproeven was drieledig:
Bij de proefopzet en de eerste analyse van resultaten stonden de volgende kennisvragen centraal.
|
Divbox |
---|
Praktijkproeven - Infiltratie |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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. |
Divbox |
---|
Praktijkproeven - Vacuümconsolidatie |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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). |
Divbox |
---|
Monitoring van de sterkte |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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. |
Divbox |
---|
Processen en Contracteisen |
Info | ||
---|---|---|
| ||
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. |