Toetssporen

MacrostabiliteitFoto macroinstabiliteit

In het programma Wettelijk Beoordelingsinstrumentarium 2017 (WBI 2017) wordt onder meer gewerkt aan een nieuwe beoordelingsmethode voor het toetsspoor macrostabiliteit. Macro-instabiliteit is een faalmechanisme dat de stabiliteit van een dijk of dam ernstig kan bedreigen. Als gevolg van een hoge (of juist lage) waterstand voor de waterkering, in combinatie met andere belastingen, neemt de sterkte van de grond en de dijk af. Als de sterkte, ofwel de schuifweerstand van de grond, onvoldoende is kunnen grote delen van het grondlichaam afschuiven (zie Figuur 1). Dit zowel binnenwaarts als buitenwaarts, waarna de dijk of dam zijn waterkerende functie verliest.

Lees meer over Macrostabiliteit

Macro-instabiliteit van een dijktalud

Piping

Binnen WBI 2017 wordt er gewerkt aan een betere modellering van het toetsspoor piping. Bij dit mechanisme stroomt water via een zandlaag onder een dijk door en komt achter de dijk omhoog . Hierdoor ontstaat een wel. Na verloop van tijd gaat het water zand meevoeren en begint er een kanaal (pipe) onder de dijk te ontstaan. Als dit proces langer doorgaat, vormt zich een doorgaande verbinding tussen het buitenwater en het achterland. Uitslijting van het kanaal kan uiteindelijk leiden tot het instorten van de dijk (figuur 2). Binnen WBI 2017 onderzoeken we welke invloed heterogeniteit van de ondergrond en de duur van een periode met hoge waterstanden heeft op het toetsspoor piping.

Lees meer over Piping

Overzicht pipingproces

Figuur 2 Overzicht pipingproces

Duinen

Tijdens storm en hoge waterstanden slaan golven zand van de duinenkust af. Het huidige model voor het berekenen van deze duinafslag is geschikt voor een rechte kust. We werken nu aan een model dat ook bij complexe situaties - denk aan een gekromde kust, ondiepten voor de kust en bijvoorbeeld dubbele duinenrijen - de duinafslag goed voorspelt. Met een dergelijk model kunnen we de veiligheid van de duinwaterkeringen langs de Nederlandse kust beter beoordelen. Ook onderzoeken we welk effect niet-waterkundige objecten in de duinenkust, zoals de aansluiting van een muur van een boulevard op de naastgelegen duinen, hebben op de veiligheid van de zeewering. In 2017 streven we naar een uniforme toets voor de duinen langs de Hollandse kust en de Waddenzee.

Bekledingen

De sterkte van een dijk is in belangrijke mate afhankelijk van de stabiliteit van de bekleding waarmee het dijklichaam is afgedekt. De bekleding, die de dijk als een stevige schil beschermt, voorkomt dat golven en overslaand water de onderliggende grond kunnen verweken en wegspoelen. Enkele veel voorkomende dijkbekledingen zijn steenzettingen, gras en asfaltbekledingen.

Binnen WBI wordt onderzocht hoe sterk deze verschillende bekledingen zijn, hoe ze zich houden nadat de eerste schade is ontstaan en hoe snel schade zich uitbreidt. Voor dat laatste kijken we dus ook naar de sterkte van de klei onder de bekleding. Bij grasbekledingen brengen we niet alleen de sterkte van de grasmat zelf in kaart, maar ook de invloed hierop van objecten zoals trappen, bomen en bebouwing. Voor het onderzoek bootsen we stormomstandigheden na. Hiervoor gebruiken we niet alleen een golfoverslagsimulator – een grote bak waaruit we in een keer duizenden liters water over een dijk kunnen laten stromen – maar ook een golfklapsimulator. Dit is een apparaat waarmee we kunnen nabootsen hoe golven stukslaan op de buitenkant van de dijk.

KunstwerkenSluis

In dijken, duinen en dammen kunnen gemalen, spui- en schutsluizen en coupures zitten. Deze kunstwerken kunnen falen en dan tot een overstroming leiden. Denk aan een sluis waarvan de deuren niet meer dicht kunnen. Kunstwerken in waterkeringen kunnen ook falen als de kering wordt ondergraven door piping of als er te veel horizontale druk op de constructie komt, waardoor deze wegschuift of omvalt. Verder kan een kunstwerk door verschillende oorzaken niet op tijd sluiten. Binnen WBI onderzoeken we hoe kunstwerken bijdragen aan het falen van waterkeringen. Ook kijken we naar waterkerende constructies, zoals een damwand, die samen met het grondlichaam voor voldoende sterkte van een dijk zorgen.

Indirecte faalmechanismen

Bij het beoordelen van primaire waterkeringen wordt gekeken hoe groot de kans is dat een faalmechanisme optreedt. Daarbij is er een onderscheid tussen directe en indirecte faalmechanismen. Een direct faalmechanisme leidt direct tot een verminderde sterkte van een waterkering. Indirecte faalmechanismen vergroten de kans dat een direct faalmechanisme optreedt. Bij indirecte faalmechanismen gaat het onder andere om mechanismen die optreden in het voorland, het gebied voor de kering. Denk aan zettingsvloeiing, afschuiving van het voorland en golfafslag. Ook niet-waterkerende objecten vallen onder de indirecte faalmechanismen. Hierbij gaat het om gebouwen, kabels en leidingen en bomen. Deze niet-waterkerende objecten kunnen effect hebben op de sterkte van de waterkering. Zo vormt de overgang tussen het grondlichaam van een waterkering en een hard object vaak een zwakke plek. Binnen dit cluster doen we onderzoek naar beide soorten indirecte faalmechanismen. We gaan na in welke mate ze de kans op het optreden van directe faalmechanismen vergroten en ontwikkelen gebruiksvriendelijke toetsregels.