Taludbekleding van gezette steen: Steenzettingen op zand, verzamelverslag

X oo

8

s 8 S

taludbekleding van gezette steen

steenzettingen op zand

verzamelverslag

GRONDMECHANICA

DELFT

steenzettingen op zand

Samenvatting en conclusies

Motivatie proef blokken op zand

Grootschalig modelonderzoek in de Deltagoot van een steenzetting op zand

Onderzoek naar de mogelijkheid van het leeglopen van waterspanningsmeters tijdens het onderzoek naar de stabiliteit van steenzettingen op zand

Fasedraaiing bij het leeglopen van een waterspanningsmeter

Berekeningen met SEEP, STEENZET/1, LUGO EN SPONS/2

Berekeningen met STEENZET/2

Congresbijdrage: Large-scale tests on a block revetment placed on sand with a geotextile as separation layer

Aantasting van dwarsprofielen van vaarwegen

Samenvatting van de rapportage verweking van zand door golfaanval

Afschuiven van taludbekledingen over de ondergrond

datum : mei 1988

SAMENVATTING EN CONCLUSIES

Uit experimenteel en rekenkundig onderzoek was het vermoeden ontstaan dat een constructie van rechthoekige betonblokken rechtstreeks op een met geotextiel afgedekte zandlaag mogelijk een goede en goedkope talud-verdediging is.

Daarom is in 1983 Deltagoot-onderzoek uitgevoerd, waarin de stabiliteit van een dergelijke constructie is onderzocht.

Bij dit onderzoek bleek eerder schade op te treden dan verwacht. Andere schademechanismen dan eerst voorzien, bleken op te treden.

Dit Deltagoot-onderzoek is dan ook aanleiding geweest tot vervolgonder-zoek, teneinde meer inzicht te krijgen in de toepasbaarheid van de constructie.

In dit deel zijn al deze onderzoeken gebundeld, te weten:

1. Een motivatie voor de proef "Blokken op zand". Dit is een ach-teraf door ir. A. Bezuijen van Grondmechanica Delft opgestelde notitie van de eertijds uitgesproken mondelinge overwegingen welke hebben geleid tot het uitvoeren van het onderzoek.

2. Grootschalig modelonderzoek in de Deltagoot van een steenzetting op zand, met als doelstellingen:

- het vaststellen van de mogelijkheden van de constructie

- het toetsen van de bruikbaarheid van analytische berekenings-methoden gebaseerd op een leklengtebeschouwing voor de

bepa-ling van de interne belasting van de constructie

- inzicht te verkrijgen in de mechanismen die tot schade aan de steenzetting hebben geleid door middel van een analyse van de meetgegevens

- nagaan van de mogelijkheid een voorspelling te geven van de optredende waterspanningen onder het talud.

Het betreffende rapport is samengesteld door ir. J.W. v.d. Meer en later aangepast door ir. A. Burger van het Waterloopkundig Laboratorium.

datum : mei 1988

3. Onderzoek naar de mogelijkheid van het leeglopen van waterspan-ningsmeters tijdens het onder 2 genoemde onderzoek, teneinde na te gaan of het verschijnsel metingen beïnvloed zou kunnen heb-ben, waardoor ijking van berekeningen op metingen niet direct mogelijk zou zijn.

Deze vraagstelling werd ingegeven omdat in eerste instantie de meetresultaten niet direct in overeenstemming waren met de ver-wachte resultaten.

Een van de oorzaken zou kunnen zijn het niet correct functione-ren van de waterspanningsmeters.

Het onderzoek is verricht door ir. H.J. van der Graaf van Grond-mechanica Delft.

Een aanvullende notitie is opgesteld door ir. A. Bezuijen. 4. Een evaluatie van de onder 2 genoemde proefneming, waarbij is

getracht aan de daar genoemde derde doelstelling te voldoen door middel van het uitvoeren van berekeningen die de gemeten

ver-schijnselen verklaren.

Gebruik is gemaakt van berekeningsmodellen met de prorgramma's SEEP, STEENZET/1, LUGO en SPONS/2.

De studie is verricht door ir. H.J. van der Graaf.

5. Hetzelfde is gedaan, gebruik makende van het programma STEEN-ZET/2. Tevens is een nadere studie uitgevoerd naar de vraag of bij hoge overdrukken blokken uit de zetting kunnen worden ge-licht, waarvoor voldoende water toe moet kunnen stromen.

De werkzaamheden zijn uitgevoerd door ir. H. Best van Grondme-chanica Delft.

6. Een beknopt overzicht van de proef en de STEENZET/2 berekeningen is gegeven in de conferentiepaper "large scale model tests on a Block Revetment placed on sand with a geotextile as separation layer", van A. Bezuijen, M. Klein Breteler en K.W. Pilarczyk,

(1986).

Bij dit deel XII wordt enkele andere literatuur relevant voor "blokken op zand" samengevat, betrekking hebbende op

datum : mei 1988

het Hartelkanaal onderzoek, samengevat door ir. M.B. de Groot. Het onderzoek op zich is gerapporteerd in M 1115 [1]

uitgebreid onderzoek verricht naar de verweking van zand onder een steenzetting.

Dit resulteerde in diverse rapporten:

1. Verweking van zand onder steenzettingen door ir. J. Linden-berg van Grondmechanica Delft [2]

2. Verslag experimenteel onderzoek in de Deltagoot door ir. J. Lindenberg [3]

3. Evaluatie-rapport verweking van zand onder basalton zetting door ir. M.B. de Groot, ir. D. Pereboom en ir. H. Best van Grondmechanica Delft [4].

De samenvatting is opgesteld door ir. D. Pereboom. De hierboven genoemde drie rapporten zullen verschijnen als deel XXII, band C . in de serie "taludbekleding van gezette steen"

een studie naar het afschuiven van taludbekledingen over de ondergrond [6], verricht door ir. P. Meijers van Grondmechanica Delft. Een samenvatting is geschreven door ir. M.B. de Groot een studie naar analytische oplossingen ter beoordeling van de grpndmechanische stabiliteit van steenzetting-constructies [5] door ir. R. Hoogeveen (thans Witteveen en Bos) en ir. M.B. de Groot die eveneens de samenvatting van deze studie heeft opgesteld.

Een aantal vragen dient te worden beantwoord ter evaluatie van de ge-teste constructie:

1. wanneer, kan de constructie niet worden toegepast en waarom niet 2. wanneer bestaat er gevaar voor verwerking

3. . wanneer bestaat er gevaar voor instabiliteit 4. wat weten we nog niet wat van belang is

5. wat is ook van belang voor andere types constructies

6. wat zijn de algemene conclusies die uit de studie kunnen worden getrokken-. . .

datum : mei 1988

ad 1 Wanneer kan de constructie niet worden toegepast en waarom niet

De in de Deltagoot op stabiliteit geteste constructie is bezweken bij een golfhoogte van circa 0,85 m. Bij deze constructie hadden de blokken een dikte van 0,105 m.

Bij de op verwekingsgevoeligheid geteste constructie is uiteindelijk bij een regelmatige golfaanval met een golfhoogte van 1,38 m grote schade ontstaan, terwijl al eerder bij onregelmatige golfaanval met een golfhoogte van 1,14 m verweking van het talud was geconstateerd. De blokken hadden een dikte van 0,2 m.

In het algemeen duidt dit er op, dat de constructie blokken op zand zoals getest in de Deltagoot bezwijkt bij een golfhoogte in de orde van

1 m.

Bij de in de Deltagoot op stabiliteit geteste constructie is in vol-doende mate voldaan aan de voor toepassing van geotextielen in scheep-vaartkanalen gestelde eis van 0q n < l,8.DQn.

Uit de proefnemingen is echter gebleken, dat deze eis voor wat betreft zanddichtheid niet meer voor dit type blokken op zandconstructie vol-doet, als golfhoogten hoger dan 0,5 m kunnen worden verwacht. Zelfs de eis 0n o < D_o is hiervoor te zwak. Ogink noemt in "Investigations on

yö yö

the hydraulic characteristics of synthetic fabrics" de eis 0g_ < D.,. [7].

ad 2 Wanneer bestaat er gevaar voor verweking

De procedure, zoals beschreven door Lindenberg in "Verweking van zand onder steenzettingen" [2], ter bepaling van de middenstandsverhoging door cyclische verweking, lijkt, met een aantal beperkte aanpassingen, voldoende nauwkeurig.

De verwekingsgevoeligheid neemt toe bij een hogere verzadigingsgraad.

Een goede verdichting tot een relatieve dichtheid tussen de 60 en 70% heeft het voordeel, dat de verwekingsgevoeligheid afneemt, omdat de wateroverspanningsgeneratie geringer is.

datum : mei 1988

Bovendien bestaat er minder kans op vervormingen van het talud. In dit laatste verband verdient het aanbeveling in de praktijk altijd een relatieve dichtheid van minimaal 50% voor te schrijven.

ad 3 Wanneer bestaat er gevaar voor instabiliteit

In de studie "De grondmechanische stabiliteit van steenzettingconstruc-ties" [5] is een aantal eenvoudige berekeningen uitgevoerd om, in elk geval kwalitatief, inzicht te verkrijgen in de invloed op de stabili-teit van steenzettingconstructies van de volgende factoren:

het gewicht van de bekleding de taludhelling

de aanwezigheid van een teenconstructie of verankering de relatieve doorlatendheid van de bekleding

elastische berging in de ondergrond in relatie tot de tijdsduur van de belasting.

In de studie [5] worden onder meer de volgende conclusies getrokken.

Een toplaag, bestaande uit een dunne laag vrij kleine breuksteen of grind zonder filterdoek, is slecht in staat om intern langs-krachten op te nemen.

Als de toplaag ook een geotextiel bevat, dat sterk genoeg is en voldoende ver boven de golfzone is verankerd, of als het om een blokkenmat gaat met voldoende verankering, dan kan de bekleding de component van de zwaartekracht evenwijdig aan het talud in-tern opnemen, of, bij voldoende stijfheid, zelfs een schuifspan-ning naar boven uitoefenen op de ondergrond. Hetzelfde geldt voor een zetting van goed aansluitende blokken of voor een goed ingewassen zetting, mits de bekleding voldoende ver doorloopt onder de golfzone of anderszins voldoende steun vindt.

Elastische berging speelt een rol, die afhangt van de verhouding van de compressibiliteit van korrelskelet en poriënwater.

datum : mei 1988

* Bij relatief stijf poriënwater kan het materiaal als C -mate-riaal worden beschouwd. De situatie is dan echter praktisch ook gelijk aan die van een p-materiaal met een zeer doorlaten-de toplaag.

Het water neemt in dit geval praktisch alle belastingvariaties (ter plaatse van het talud) op. De golfklap kan dan heel ge-vaarlijk zijn; bij teruggetrokken golf dreigt alleen afschui-ven bij vrij steile taludhelling en een toplaag die geen

langskracht kan opnemen.

* Bij grind en zand, waarbij het water compressibel is vergele-ken met het korrelskelet, lijkt de situatie sterk op die van een <p-materiaal met een zeer slecht doorlatende toplaag: de waterspanningen variëren nauwelijks. Bij teruggetrokken golf

is dan ook het oplichten of afschuiven van de bekleding reëel, of, als de bekleding zeer doorlatend is, afschuiven van een stukje ondergrond onder invloed van lokaal sterke waterdruk-gradiënten.

Afgezien van situaties waarbij de bekleding dreigt af te schui-ven of omhoog te komen, zijn die situaties gevaarlijk met het oog op het ontstaan van ondiepe afschuivingen, die voldoen aan beide van de volgende twee karakteristieken:

* a £ -p. (r'JrJ

waarin:

a = taludhelling

<p = hoek van inwendige wrijving

y' = onder water volumegewicht van de grond y = volumegewicht van de grond

* lichte toplaag, die niet in staat is om flinke langskrachten op te nemen en over te dragen tot buiten de golfzone.

Een uitzondering hierop wordt gevormd door de situatie van een golfklap, als het korrelskelet stijf is en de toplaag weinig doorlatend.

datum : mei 1988

Uit de studies [2], [3] en [4], gericht op de problematiek van verwe-king van zand door cyclische belasting, is geconcludeerd, dat de

stabi-liteit van de geteste constructie steenzetting op zand twee kritische ogenblikken kent:

juist voor het breken van de golf.

Op dit ogenblik is in de richting evenwijdig aan het talud op het talud een negatieve drukgradiënt aanwezig. In het talud zelf heerst tevens een opwaartse stroming loodrecht op het talud. Boven het run-down punt zijn deze opwaartse verhangen juist het grootst als de druk op het talud het laagst is. Dit ogenblik valt ongeveer samen met het optreden van de grootste negatieve drukgradiënt langs het talud.

Het effect van de aanname in de verwekingsstudie [2], dat de drukgradiënt langs het talud naar beneden gelijk is aan de ta-ludhelling, dient geverifieerd te worden. Globaal geldt deze aanname, lokaal kunnen echter veel grotere gradiënten voorko-men.

De grootte van de opwaartse verhangen is nog niet eenduidig door middel van berekeningen te bepalen. Dit hangt samen met het

juist afschatten van de waarde van het luchtgehalte. Bij de proefnemingen tijdens het onderzoek "Aantasting van dwarsprofie-len bij vaarwegen" [1] waren de verhangen direct onder en boven het geotextiel evenwijdig aan het talud naar beneden maximaal gelijk aan de taludhelling, het verhang naar boven had een iets grotere maximale waarde. Het verhang loodrecht op het talud be-droeg maximaal 5 tot 20 procent,

juist tijdens de golfklap.

In de berekening van de stabiliteit wordt het effect van de golfklap gemodelleerd door het expliciet meenemen van de sterke toename van de poriënwaterdruk of door uit te gaan van de onge-draineerde schuifsterkte.

Een verificatie is nodig ten aanzien van de grootte van de golf-klap en de breedte waarover deze aangrijpt. Bovendien dient de statistische verdeling van deze grootte en breedte bij een onre-gelmatig golfveld te worden beschouwd.

datum : mei 1988

Uit de verwekingsproef [3] is gebleken, dat de sterkte en de stijfheid van de taludbekleding en het onderliggende geotextiel een positief effect hebben op de stabiliteit van de constructie.

Een eventueel positieve dilatantie heeft eveneens een positief effect. Een en ander kan worden gerealiseerd met een goede verdichting, waarmee ook de hoek van inwendige wrijving toeneemt.

Een van de mogelijke bezwijkmechanismen van de bekleding is het af-schuiven ervan over de ondergrond. Dit zal optreden als de resultante van de krachten op de bekleding evenwijdig aan het talud groter is dan de wrijvingskracht, die tussen bekleding en ondergrond gemobiliseerd kan worden.

Ter verhoging van de stabiliteit kan de bekleding onderaan het talud steun vinden tegen een teenconstructie, of, in het geval van een blok-kenmat, bovenaan het talud worden verankerd.

Wat dit bezwijkmechanisme betreft, worden in de studie "Afschuiven van taludbekleding over de ondergrond" [6] twee situaties onderscheiden: de situatie waarbij de waterspiegel daalt en horizontaal blijft (schip in kanaal) en de situatie van een brekende golf op het moment van de maximale run-down en tegelijk het steilste golffront.

In de genoemde studie is een uitgebreid literatuuronderzoek uitgevoerd. Daaruit blijkt, dat er, wat het bezwijkmechanisme betreft, alleen bere-keningsmethoden beschikbaar zijn voor. de eerste belastingsituatie en. dan alleen voor een volledig ondoorlatende bekleding (asfalt).

In de genoemde studie wordt een nieuw ontwikkelde berekeningsmethode beschreven, voor beide belastingsituaties, voor zowel ondoorlatende als gedeeltelijk doorlatende bekledingen.

ad 4 Wat weten we nog niet wat van belang is

De lagere doorlatendheid van de filterlaag heeft als consequentie, dat samendrukbaarheid van het water en het korrelskelet van belang worden. Een aanname over de verzadigingsgraad is dan nodig, welke onderbouwd kan worden door luchtgehalte-metingen tijdens de teeks van

datum : mei 1988

Hiermee is niet alleen de samendrukbaarheid van het poriënwater K

beter vastgelegd. Tevens kan de doorlatendheidscoefficient nauwkeuriger worden bepaald.

Het is gewenst inzicht te krijgen in de werkelijk optredende opwaarts gerichte verschildrukken op het blok in de steenzetting. Daartoe is het voor toekomstig onderzoek aan te bevelen meer dan een waterspanningsme-ter in een blok te monwaterspanningsme-teren, waarbij er een of meer bij de rand van het blok worden geplaatst.

Het effect van de aanname in de verwekingsstudie [2], dat de drukgra-diënt langs het talud naar beneden gelijk is aan de taludhelling, dient geverifieerd te worden. Globaal geldt deze aanname, lokaal kunnen ech-ter veel groech-tere gradiënten voorkomen.

De metingen, zoals gerapporteerd in "Verweking van zand onder een steenzetting, talud 1 : 3 onder invloed van golfbelasting" [3], waren mede moeilijk interpreteerbaar als gevolg van de onzekerheid in de verwekingsgevoeligheid van het gebruikte zand. Het uitvoeren en analy-seren van een aantal cyclische triaxiaalproeven op het zand bij ver-schillende dichtheden kan deze onzekerheid wegnemen.

Daarnaast kan worden gesteld, dat bij voldoende verdichting van het zand de verwekingsgevoeligheid sterk afneemt.

ad 5 Wat is ook van belang voor andere types constructies

Het inzicht in de grondwaterstroming in een dijklichaam onder golfaan-val is verdiept.

Het inzicht in de grondmechanische stabiliteit van een dijklichaam onder golfaanval is verdiept.

De momentane cyclische waterspanningsvariatie kan worden bepaald met • STEENZET/2 of beschikbare analytische methoden. Het resultaat wordt overigens beïnvloed door de onzekerheden in de doorlatendheid k en de samendrukbaarheid van het water K en de mate waarin de steenzetting aansluit op het geotextiel.

datum : mei 1988

De middenstandsafwijking ten gevolge van potentiaalstroming kan met STEENZET/2, maar ook met eenvoudiger modellen worden bepaald [2].

ad 6 Wat zijn de algemene conclusies die uit de studie kunnen worden getrokken

6.1 Waterspanningen in de constructie

De waterspanningsverdeling gedurende golfaanval in de toplaag geotex-tiel-zand constructie verschilt compleet van die in een toplaag filter-laag-zand constructie. Als een filterlaag vervangen wordt door een geotextiel, dan dienen andere ontwerpcritieria te worden gebruikt.

Bij een constructie met geotextiel is de waterspanningsamplitude onder het blok kleiner dan de amplitude van de golfdruk op het blok.

De invloed van het geotextiel kan zich uiten in saraenknijping van de stroomlijnen nabij de spleten in de toplaag en door het dichtslibben van het geotextiel. Deze beide factoren resulteren in een lage toplaag doorlatendheid. Er is tevens sprake van fase-verschuiving: als een blokkenglooiïng wordt geplaatst op een slecht waterdoorlatende laag, kan door elastische berging de amplitude van de waterspanningen uit fase gaan lopen met de golfdruk. Door de fase-verschuiving kunnen ondanks de lage door-latendheid van het zandpakket hoge overdrukken ontstaan.

Bij een constructie met een filterlaag is de waterspanningsam-plitude onder het blok eveneens kleiner dan die van de golfdruk op het blok. Echter, er is hier geen sprake van fase-verschui-ving.

6.2 Verschildrukken over de bekleding

De doorlatendheid van het geotextiel is belangrijk. Binnen zekere gren-zen geeft een hogere doorlatendheid lagere opwaarts gerichte verschil-drukken over de blokken.

datum : mei 1988

De maximale verschildruk op en direct onder het talud kan worden ver-oorzaakt door twee duidelijk verschillende mechanismen:

bij golfoplopen ontstaat dieper op het talud een lage waterdruk onder het golfdal van de volgende golf. De duur waarbij de ver-schildruk groter is dan driekwart van het maximum, komt hier ongeveer overeen met een kwart van de golfperiode, maar is overigens afhankelijk van de leklengte

bij de golfterugloop neemt rondom het teruglooppunt de golfdruk snel af, terwijl de waterspanning in het zand langzaam volgt. Dit teruglooppunt ligt veel hoger op het talud dan het punt van maximale verschildruk, dat tijdens golfoploop wordt gevonden. De duur waarbij driekwart van het maximum wordt overschreden, is ongeveer een tiende van de golfperiode. Ook deze tijdsduur is weer afhankelijk van de leklengte.

Bij analyse van de waterspanningen in het zand is naar voren gekomen, dat op 0,1 m onder de zetting de waterspanningen sneller de golfdruk volgen dan direct onder de steen. De maximale verschildrukken tussen golfdruk en waterspanning op 0,1 m diepte zijn dan ook aanmerkelijk lager dan bij meting van de waterspanning direct onder de steen. Het is daarom mogelijk, dat aan de rand van de steen, nabij de spleet tussen de stenen, ook veel lagere verschildrukken bestaan. Waarschijnlijk geeft de druk gemeten midden onder de steen een overschatting van de verschildruk, die op de steen werkt.

6.3 Schademechanismen van de steenzetting

Bij de drie schadeproeven in de Deltagoot zijn twee schademechanismen te onderkennen:

één blok wordt enige centimeters uit het talud gedrukt

een rij stenen wordt in zijn totaliteit uitgebogen uit het ta-lud, waarna door enkele golven een groot gat in de bekleding wordt geslagen.

De dimensieloze golfhoogte H./AD, waarin

H. = inkomende golfhoogte

A = ( ps " pw) / pw

p = soortelijke massa van de blokken s

p = soortelijke massa van het water D = dikte van de steenzetting

kan als maat dienen voor een indeling in proeven, waarbij wel of geen schade aan de taludbekleding is ontstaan.

De waarde van H./AD, waarbij schade ontstaat, is voor de geteste con-structie toplaag-geotextiel-zand beduidend hoger dan wordt aangegeven door de schadelijn gidsproeven [8] voor constructies, waar een steen-zetting op een filterlaag is geplaatst (door het ontbreken van voldoen-de schavoldoen-deproeven is overigens voor voldoen-de constructie blokken op zand geen schadelijn vastgesteld).

Dit is in tegenspraak met de gemeten waterspanningen: die tonen veel hogere opwaarts gerichte verschildrukken. Bij het ontstaan van schade aan het blokkentalud spelen echter ook de onderlinge klemkrachten tus-sen de stenen een rol. Deze kunnen per constructie sterk verschillen.

Bij de drie schadeproeven is tenminste één steen potentieel instabiel geweest. Dat wil zeggen, dat de verschildruk groter is geweest dan de oplegdruk van de steen. De wrijving tussen de stenen heeft voorkomen, dat stenen uit het talud zijn gedrukt. De wrijvingskracht tussen de stenen betekent voor de blokken, dat ze een opwaarts gerichte trek-kracht kunnen weerstaan, die enkele malen groter is dan het droog eigen gewicht van de steen.

Bovendien veroorzaakt de lage doorlatendheid van de ondergrond, dat bij het verplaatsen van de steen slechts een geringe hoeveelheid water kan toestromen, hetgeen het bezwijken van de bekleding verder bemoeilijkt.

Ook in het onderzoek "Aantasting van dwarsprofielen van vaarwegen" [1] zijn verschildrukken gemeten. De maximale verschildruk over een steen

(gemeten midden in de steen) bedroeg enige malen het eigen gewicht van de bekleding zonder dat hierbij schade is opgetreden.

datum : mei 1988

6.4 Berekeningen

In de slecht doorlatende filterlaag is elastische berging van belang. De stroming kan dan niet worden beschreven met analytische modellen.

Op grond van de gemaakte berekeningen kan worden geconcludeerd, dat STEENZET/2 een zeer goede indruk geeft van de orde van grootte van drukken, die onder een steenzetting optreden. Tevens blijkt, dat de resultaten van STEENZET/2 niet onderdoen voor de resultaten van het meer tijdrovende SPONS/2 programma. Indien men de drukken en fasen zeer nauwkeurig wil bepalen, dan zullen ook de randvoorwaarden erg nauwkeu-rig bekend moeten zijn.

De momentane cyclische waterspanningsvariatie kan worden bepaald met STEENZET/2 of beschikbare analytische methoden. Het resultaat wordt overigens beïnvloed door de onzekerheden in de doorlatendheid k en de samendrukbaarheid van het water K in verband met de onzekerheid in de

w

verzadigingsgraad en de mate waarin de steenzetting aansluit op het geotextiel. Wanneer een ruimte tussen steenzetting en geotextiel ont-staat en al of niet kunstmatig wordt opgevuld (ingewassen) met zand en grind, heeft dit als consequentie, dat de belasting op de stenen direct wordt overgegeven als belasting op het geotextiel-zandmassief. In de modellering wordt de steenzetting dan weggelaten. Er is dan geen sprake van demping en/of faseverschuiving van de belasting op het zand ten opzichte van die van de belasting op het talud.

De middenstandsafwijking ten gevolge van potentiaalstroming kan met STEENZET/2, maar ook met eenvoudiger modellen worden bepaald.

De procedure, zoals beschreven door Lindenberg in "Verweking van zand onder steenzettingen" [2], ter bepaling van de middenstandsverhoging door cyclische verweking, lijkt, met een aantal beperkte aanpassingen, voldoende nauwkeurig.

6.5 Zanddoorlatendheid van het geotextiel

Bij de in de Deltagoot geteste constructie is in voldoende mate voldaan aan de voor toepassing van geotxtielen in scheepvaartkanalen gestelde eis van 0g Q < l,8.Dg().

Uit de proefnemingen is echter gebleken, dat deze eis voor wat betreft zanddichtheid niet meer voor dit type blokken op zand constructie vol-doet, als golfhoogten hoger dan 0,5 m kunnen worden verwacht. Zelfs de eis OQft < DQ R is hiervoor te zwak. Ogink noemt in "Investigations on

the hydraulic characteristics of synthetic fabrics" de eis CL» < D j -[7].

6.6 Waterspanningsmeters

Onderzoek naar het functioneren van waterspanningsmeters zoals in de Deltagootproef gebruikt, toont aan dat deze niet binnen drie tot vier dagen leeglopen. De waterspanningsmeters voldoen bij de tijdens de proefneming gehanteerde frequenties van de belasting.

Het leeglopen van het kamertje tussen het filtersteentje en het mem-braan is niet de oorzaak van de gemeten faseverdraaiing. Indien

moge-lijk zal bij de keuze van het filter van de waterspanningsmeter altijd het filter met de grootste doorlatendheid moeten worden gekozen. Dit

geeft ook bij een eventuele grote luchtinsluiting voldoende waterdoor-stroming van het filter om de juiste waterspanning te registreren. Het nadeel kan zijn, dat de waterspanningsmeter met dit filter ook het snelste leegloopt. Hoeveel is destijds bij het onderzoek, met slechts één Vyon-filter, niet onderzocht.

REFERENTIES

[1] De Groot, M.Th. (1985)

Aantasting van dwarsprofielen van vaarwegen.

Prototypemetingen Hartelkanaal, deel B, grondmechanische aspec-ten

M 1115, deel XII B - Waterloopkundig Laboratorium CO-273160/13 - Grondmechanica Delft

CO-416459/37 - Grondmechanica Delft [2] Lindenberg, J. (1985)

Verweking van zand onder steenzettingen CO-416640/16 - Grondmechanica Delft M 1795/M 1881 deel XXII band C, sectie 1 [3] Lindenberg, J. (1986)

Verweking van zand onder een steenzetting talud 1 : 3 onder invloed van golfbelasting

Verslag experimenteel onderzoek in de Deltagoot CO-416751/16 - Grondmechanica Delft

M 1795/M 1881 deel XXII band C, sectie 2

[4] De Groot, M.B., Pereboom, D en Best, H. (1987) Evaluatie-rapport

Verweking van zand onder Basalton-zetting CO-286980/14 - Grondmechanica Delft M 1795/M 1881 deel XXII band C, sectie 3 [5] Hoogeveen, R., De Groot, M.B. (1987)

De grondmechanische stabiliteit van steenzetting-constructies CO-286010/4 - Grondmechanica Delft

[6] Meijers, P. (1987)

Afschuiven van taludbekledingen over de ondergrond CO-286001/2 - Grondmechanica Delft

[7] Ogink, H.J.M., (1975)

Investigation on the hydraulic characteristics of synthetic fabrics.

[8] Waterloopkundig Laboratorium (1983)

Fundamenteel onderzoek stabiliteit steenzettingen. Grootschalig gidsonderzoek in de Deltagoot.

datum : mei 1988

MOTIVATIE PROEF BLOKKEN OP ZAND

1. INLEIDING

De motivatie voor het uitvoeren van een Deltagootproef blokken op zand is indertijd niet schriftelijk vastgelegd. Deze toen mondeling uitge-sproken motivatie is echter wel van belang voor het begrijpen waarom diverse onderzoeken zijn uitgevoerd.

In deze notitie zal worden aangegeven wat indertijd de motivatie was voor het uitvoeren van de proef. Bij lezing bedenke men echter dat deze motivatie is opgesteld 4 jaar nadat opdracht voor de proef is gegeven. De schrijver staat dan ook niet voor elk detail, maar de grote lijn geeft zeker de inhoud van de toen gevoerde discussie weer.

Deze notitie is opgesteld door ir. A. Bezuijen van Grondmechanica Delft.

Voorjaar 1983

Uit berekeningen met het analytisch rekenmodel van Sellmeijer en de eerste berekeningen met STEENZET/1 was duidelijk geworden, dat de ver-schildrukken over een steenzetting worden bepaald door de leklengte. Een kleine leklengte geeft kleine verschildrukken en een grote lekleng-te grolekleng-tere verschildrukken. De leklenglekleng-te is onder andere afhankelijk van de doorlatendheid van de filterlaag gedeeld door de doorlatendheid van de toplaag. Een slecht doorlatende filterlaag geeft een kleine leklengte.

De invloed van de filterlaag op de doorlatendheid van de toplaag was niet of in elk geval niet algemeen bekend (een slecht doorlatende fil-terlaag belemmert de stroming naar de spleten en daarmee de doorlatend-heid van de toplaag).

Met bovenstaande gegevens lijkt het construeren van een stabiele steen-zetting eenvoudig. Maak de filterlaag zo ondoorlatend mogelijk.

datum : mei 1988

In principe zou een filterlaag van klei dan als eerste in aanmerking komen, maar omdat dat meestal moeilijk te verwerken is, is toen gekozen voor een filterlaag van zand. De doorlatendheid van zand is zo klein ten opzichte van de gebruikelijke filtermaterialen dat een grote toena-me van de stabiliteit werd verwacht.

De mogelijkheid is overwogen om onder het zand nog een waterdichte kleilaag aan te brengen. De dikte van de filterlaag en daarmee de lek-lengte zou dan goed gedefinieerd zijn. Uit leklek-lengteberekeningen bleek echter dat ook wanneer rekening werd gehouden met een zeer dikke fil-terlaag, de doorlatendheid van het zand klein genoeg was om de lekleng-te klein lekleng-te houden.

Gekozen is daarom voor een bekleding rechtstreeks geplaatst op de zand-kern van de dijk, met alleen een geotextiel als zandscheidingslaag. Een dergelijke constructie zou mogelijk zeer stabiel zijn en heeft daarbij het voordeel dat de kosten voor het aanbrengen van de construc-tie erg laag zijn.

Voorjaar 1987

Gebleken is dat de toenmalige motivatie niet juist was.

De doorlatendheid van de toplaag wordt ook bepaald door de door-latendheid van de filterlaag. In feite is de leklengte van de constructie blokken op zand zeer groot.

In een slecht doorlatende filterlaag is ook elastische berging van belang. De stroming is niet meer te beschrijven met de bo-vengenoemde analytische modellen, zoals in de verschillende volgende studies zal worden uitgewerkt.

De grondmechanische stabiliteit van de constructie blokken op zand blijft kritisch. Dit was indertijd niet voorzien.

Al met al levert het onderzoek een op het eerste gezicht teleurstellend resultaat. Door een aantal van te voren niet bekende fysische factoren werd de verwachte hoge stabiliteit van de constructie "blokken op zand" door de proeven niet bevestigd. Maar wel heeft het onderzoek het volgende opgeleverd.

de grenzen voor toepasbaarheid van bovengenoemde constructie zijn aangegeven. Omdat nog altijd geldt dat dit een goedkope constructie is, is dit een belangrijk resultaat

het inzicht in de grondwaterstroming in een dijklichaam onder golfaanval is verdiept. Deze kennis is ook voor andere construc-ties van belang gebleken

deze toegenomen kennis geldt ook voor de grondmechanische stabi-liteit. Ook hier geldt dat deze kennis ook bij andere construc-ties van belang is.

grootschalig modelonderzoek in de Deltagoot

van een steenzetting op zand

verslag modelonderzoek

M 1795 deel XII WL

CO 269 960 LGM

blz.

1 Inleiding 1 1.1 Opdracht 1 1.2 Doelstelling 1

2 Opzet van het onderzoek 3 2.1 Modelopstelling 3 2.2 Instrumentatie 4 2.3 Pr oe venprogramma 5 2.4 Presentatie proef resultaten 6

3 Uitwendige resultaten van het onderzoek. 7 3.1 Schade aan het talud 7 3.2 Golf oploop en neerloop 10 3.3 Reflectie 13

4 Inwendige resultaten van het onderzoek. 15 4.1 Opzet uitwerking 15 4.2 Totaalbeeld drukken 18 4.3 Golf periode konstant 19 4.4 Golfhoogte konstant 22 4.5 Brekerparameter konstant 22 4.6 Schadeproeven 24 4.7 Analyse van metingen ten behoeve van berekeningen 26

Grondmechanica Delft

4.7.1 Meting waterspanningen in het zand 26 4.7.2 Troxler metingen. 29

5 Schademechanismen bij steenzettingen. 31 5.1 Losliggend blok 31 5.2 Blokken met onderlinge wrijving 31 5.3 Gezamenlijk bezwijken van blokken 33

6 Konklusies 39

REFERENTIES

TABELLEN

1 Schadetabel gezette steen. Regelmatige golfaanval 2 Verklaring gebruikte symbolen in tabel 1

3 Gemeten en werkelijk maximum voor de verschildrukken 4 Waterspanningen voor de proeven 4, 17, 20 en 37

5 Troxler metingen en theoretische bepaling doorlatendheid aan de hand van dichtheden

1 Faciliteit voor gecombineerd hydraulisch-grondmechanisch onderzoek in het laboratorium de Voorst

2 Modelopstelling Deltagoot 3 Zeefkrommen zand

4 Instrumentatie van het talud 5 Bouw model

6 Instrumentatie talud 7 Golfaanval op het talud 8 Overzicht schade na proef 41

9 Schadeplaats na proef 17, 20 en 41

10 Overzicht proevenprogramma naar H^/AD en £ 11 Run-up en run-down

12 Run-up en run-down voor gladde taluds

13 Vergelijking run-up en run-down voor gladde taluds 14 Reflectie

15, 19, 26, 30, 37, 44, 48, 55, 62, 69, 76, 83, 90, 97 Drukverloop in de tijd

16, 20, 23, 31, 34, 38, 41, 45, 49, 52, 56, 59, 63, 66, 70, 77, 80, 91, 94, 98, 101

Steenzetting op zand. Drukverloop boven op het talud 17, 21, 24, 32, 35, 39, 42, 46, 50, 53, 57, 60, 64, 67,

71, 74, 78, 81, 92, 95, 99, 102

Steenzetting op zand. Drukverloop onder het talud 18, 22, 25, 33, 36, 40, 47, 51, 54, 58, 61, 65, 68, 72, 75, 79, 82, 93, 96, 100, 103

Steenzetting op zand. Verschildrukken en steengewicht 104...106 Drukverloop voor 30 seconden, T17; T20; T41

107 Drukverloop op het talud in de tijd, T4 108...110 Drukverloop onder het talud in de tijd, T4 111 Drukverloop op het talud in de tijd, T17 112...114 Drukverloop onder het talud in de tijd, T17 115 Drukverloop op het talud in de tijd, T20 116...118 Drukverloop onder het talud in de tijd, T20 119 Drukverloop op het talud in de tijd, T37 120...122 Drukverloop onder het talud in de tijd, T37

123, 124 Drukverloop op rij 14

125 Relatie tussen porositeit en doorlatendheid voor zand met 230 pm volgens [6]

1. Inleiding

1.1 Opdracht

In zijn brief met kenmerk COW/22.195 verleent het Centrum Onderzoek

Waterkeringen van Rijkswaterstaat, directie Waterhuishouding en Waterbeweging, opdracht aan het Waterloopkundig Laboratorium voor het uitvoeren van de

werkzaamheden zoals omschreven in de aanbieding van 13 mei 1983, kenmerk V4102/M 1881/Kos/mvd. De werkzaamheden omvatten het uitvoeren van

modelonderzoek in de Deltagoot van het Waterloopkundig Laboratorium de Voorst.

Een aanvullende opdracht voor een nadere analyse van de meetresultaten en een evaluatie, zoals omschreven in de aanbieding van 14 september 1983 met kenmerk V7902/M 1881-17/Bur/gve, is verstrekt door de Deltadienst van Rijkswaterstaat in de brief van 4 oktober 1983 met kenmerk WT 2151.

Het modelonderzoek is uitgevoerd onder leiding van irs. J.K. Kostense en K. den Boer van het Waterloopkundig Laboratorium. Het onderhavige verslag is oorspronkelijk samengesteld door ir. J.W. v.d. Meer en later aangepast door ir. A.M. Burger, beide projectleiders van WL. Van de zijde van de

opdrachtgevers is het onderzoek begeleid door ir. J.J.W. Seyffert van het Centrum Onderzoek Waterkeringen en ir. K.W. Pilarczyk van de Deltadienst.

1.2 Doelstelling

1 De resultaten van het tot. .heden uitgevoerde experimentele en rekenkundige onderzoek naar de stabiliteit van steenzettingen wijzen erop, dat een constructie van rechthoekige betonblokken rechtstreeks op een met een geotextiel afgedekte zandlaag mogelijk een goede oplossing is. Als eerste doel van het onderzoek kan worden genoemd het vaststellen van de mogelijk-heden van voornoemde constructie.

2 Een tweede doelstelling van het uitgevoerde onderzoek was de toetsing van de bruikbaarheid van analytische berekeningsmethoden voor interne belasting

gebaseerd op een leklengtebeschouwing. De constructie "blokken op zand" ligt formeel buiten het theoretische geldigheidsgebied. Deze toetsing wordt apart gerapporteerd.

3 Daarnaast is tijdens de proeven een grote hoeveelheid meetgegevens ver-zameld, betrekking hebbende op golfdrukken op het talud en waterspanningen in het zandpakket. Het tweede doel van het onderzoek is om door middel van een analyse van deze meetgegevens inzicht te verkrijgen in de mechanismen die tot schade aan de steenzetting hebben geleid. Daarbij wordt speciaal aandacht gegeven aan de volgende aspecten:

a Hoe verandert de verschildruk tussen golfbelasting aan de bovenzijde van de zetting en de waterspanning aan de onderzijde als functie van de hydraulische randvoorwaarden, en welk schademechanisme leidt tot insta-biliteit?

b Wat is de rol geweest van lokale instabiliteit van het zandpakket bij het ontstaan van schade?

c Wat is de rol van klemkrachten tussen de stenen geweest met betrekking tot het ontstaan van schade?

4 Tenslotte kan worden genoemd het nagaan in hoeverre met een kombinatie van de computerprogramma's STEENZET en SEEP van Grondmechanica Delft een

voorspelling kan worden gemaakt van de optredende waterspanningen onder het talud. Als randvoorwaarde zijn de golfdrukregistraties van 4 proeven

gebruikt. Dit deel van het onderzoek wordt apart gerapporteerd.

Het eigenlijke meetverslag (doelstelling 1) is samengevat in de hoofdstukken 2 en 3. De analyse van gemeten drukken en schademechanismen (doelstelling 2) is weergegeven in de hoofdstukken 4 en 5.

2. Opzet van het onderzoek

2.1 Modelopstelling

De proeven voor dit onderzoek zijn uitgevoerd in de Deltagoot van het Water-loopkundig Laboratorium de Voorst. Een overzicht van deze faciliteit is gegeven in figuur 1. De lengte van de goot is 233 m, de breedte 5 m en de diepte 7 m. Het onderzoek is uitgevoerd met regelmatige golven.

Tot voor kort werd modelonderzoek met regelmatige golven bemoeilijkt door de reflectie van golven tegen de constructie en tegen het golfschot, waardoor niet altijd een mooi regelmatig golfbeeld kon worden verkregen. In zijn algemeenheid kunnen de volgende procedures voor het opwekken van regelmatige golven worden onderscheiden:

- Verdeling van de goot in lengterichting in drie parallelle secties, waarbij in de buitenste secties een golfdempend talud was aangebracht en in de middelste sectie het model.

- Het continue opwekken van regelmatige golven. Dit is alleen mogelijk bij een lage reflectiecoëfficiënt.

- Het opwekken van korte golfstoten. Het golfschot wordt gestopt voordat reflecterende golven deze bereiken. Niet alle golven in de golftrein zijn even hoog.

- Het langzaam opvoeren van de golfhoogte bij een bepaalde periode. Hierdoor wordt een staand golfbeeld verkregen.

Voor dit onderzoek werd een nieuwe procedure gevolgd. Hierbij is het golfschot uitgerust met een systeem wat de gereflecteerde golven kan meten en de sturing van het golfschot kan aanpassen, waardoor de gereflecteerde golven worden gecompenseerd. Door deze procedure wordt voor regelmatige golven onder alle condities een mooi regelmatig golfbeeld verkregen, waarbij de golven continu worden opgewekt.

Een overzicht van de modelopstelling is gegeven in figuur 2. In de goot is een talud opgebouwd onder een helling met cot et = 3,0, zie de foto's van figuur 5. Het talud is opgebouwd uit zand waarover een filterdoek is aangebracht, met daarop een steenzetting. Het volledige talud strekt zich uit vanaf de gootbo-dem (peil = 0,0 m) tot 8 m daarboven.

De zeefkromme van het zand is gegeven in figuur 3. De d^Q en dog zijn respec-tievelijk 230 en 700 pra. De eis voor de maaswijdte van een filterdoek in een oeverconstructie (scheepvaartkanaal) luidt: Ogg/dgg < 2. Dit betekent dat voor het gebruikte zand een filterdoek moest worden genomen met Ong < 1400 ym. Het gekozen filterdoek was van het fabricaat Nicolon met maaswijdtes 0Og en O Q Q

van respectievelijk 600 en 535 ym, zodat inderdaad aan bovenstaande eis werd voldaan. In feite wordt zelfs voldaan aan de veel striktere oude eisen van Ogink: 0q„ < dn„ , die later voor scheepvaartkanalen zijn verruimd aangezien

daar cyclische en dynamische belastingen relatief minder belangrijk zijn. Het zand is in lagen van circa 0,50 m aangebracht en verdicht. De steenzetting bestond uit "koud" tegen elkaar geplaatste rechte betonblokken van 0,25 x 0,30 m met een dikte van 0,105 m en een soortelijke massa van 2410 kg/m3. De

blokken zijn in halfsteens verband gelegd en zijn aan de zijkanten van de goot ingesloten door een betonrand, zie figuur 4.

2.2 Instrumentatie

Het gebruikte instrumentarium bij het grootschalig Oesterdamonderzoek is uitvoerig beschreven in [1]. Voor het onderhavige onderzoek is hetzelfde instrumentarium gebruikt, zodat hier wordt volstaan met een verwijzing naar

[1] en een opsomming van de belangrijkste aspecten van de instrumentatie:

- Twee golfhoogtemeters op ± 75 m vanaf het golfschot, zodanig geplaatst dat één in de buik en de andere in de knoop van het golfpatroon stond. Hierbij werd dus de maximale en minimale golfhoogte van het golfpatroon in de goot gemeten. De inkomende golfhoogte is bepaald door de grootte van de signalen af te lezen op de schrijver en de volgende formules toe te passen:

Hi ' <Hmax + Hm i n >/ 2 e n HR = <Hmax ' H m i n ) /2. waarbij H± de inkomende

golfhoogte is en HR de gereflecteerde golfhoogte.

- 10 Golfdrukopnemers aan de buitenzijde van het talud, gemonteerd in een starre koker aan de zijkant van de goot, zie de figuren 2 en 4.

- 11 Betonblokken die aan de onderzijde zijn geïnstrumenteerd met een water-spanningsmeter, zie de figuren 2 en 4 en de foto's van figuur 6. De blokken zijn gelijk aan de niet geïnstrumenteerde blokken. _

- 1 Kunst stof blok. waarin zijn opgenomen: • een golfdrukopnemer aan de bovenzijde • een waterspanningsmeter aan de onderzijde • een gronddrukopnemer aan de onderzijde

• een versnellingsopnemer in het hart van het blok. Zie figuur 4 en de foto op figuur 6.

10 Waterspanningsmeters, geplaatst onder de steenzetting in de zandlaag-Zeven waterspanningsmeters zijn geplaatst op 0,10 m onder de onderkant van de steenzetting en drie zijn geplaatst op 0,20 m, zie figuur 4.

Alle gemeten signalen zijn bemonsterd met een HP1000 computersysteem met een bemonsteringsfrequentie van 25 Hz en zijn voor latere uitwerking opgeslagen op een magneetschijf. De plaats van de verschillende meetinstrumenten is aange-geven in figuur 4. In deze figuur zijn ook de steenrijen vanaf het stilwater niveau naar beneden genummerd, zodat de verschillende meetpunten gekoppeld zijn aan de rijnummers. De bovenste en onderste golfdrukopnemer liggen

bijvoorbeeld ter hoogte van het midden van rij 2 respectievelijk rij 19 en de geïnstrumenteerde steen ligt op rij 8.

2.3 Proevenprogramma

Een uitgebreid overzicht van het uitgevoerde proevenprogramma met daarbij de belangrijkste randvoorwaarden is gegeven in tabel 1. In deze tabel is tevens per proef een aantal dimensieloze karakteristieke parameters weergegeven en een beperkt aantal direkt zichtbare resultaten. Een verklaring voor de in tabel 1 gebruikte symbolen is gegeven in tabel 2. Om een indruk te geven van het model tijdens golven zijn de foto's in figuur 7 toegevoegd.

Bij de opstelling van het proevenprogramma zijn de resultaten van het

grootschalig gidsonderzoek in de Deltagoot [2] als leidraad gebruikt. Bij dat onderzoek werd onder andere een steenzetting onderzocht van "koud" tegen elkaar geplaatste betonblokken op een filterlaag, bestaande 2 - 9 cm gebroken natuursteen en kalkresten (SILEX). Het verschil tussen het onderhavige en het gidsonderzoek is de laag waarop de steenzetting is gebouwd. De schadelijn die bij het gidsonderzoek werd gevonden is uitgezet in figuur 10. De dimensieloze schadegolfhoogte H^/AD is daar uitgezet tegen de surf similarity parameter £ ,

die een indruk geeft van de brekervorm op het talud (spilling, plunging, collapsing of surging brekers).

Tijdens het onderzoek zijn vier golfperioden onderzocht, namelijk T = 3; 4; 5 en 6 sec. Aangezien bij een minder doorlatende zandlaag hydrostatische drukken onder het talud kleiner zijn dan bij een filterlaag bestaande uit SILEX, mag worden aangenomen dat schade pas voor grotere golfhoogten zal ontstaan dan is

aangegeven in figuur 10. Het proevenprogramma werd daarom als volgt opgebouwd:

• Ingolven (proeven 1...3): De golfhoogte is iets lager dan de schade golf-hoogte in figuur 10.

• Reprodukte schadelijn (proeven 4...7): De golfhoogte komt vrijwel overeen met de schadelijn.

• Lange duurproef (proef 8 ) : Voor een iets hogere golfhoogte dan in proef 7 werd een lange duur proef uitgevoerd.

• Schadelijn 1,1 x (proeven 9...12): Voor de vier golfperioden werd de golf-hoogte opgevoerd tot ongeveer 1,1 x de schadegolfgolf-hoogte volgens figuur 10. De proeven zijn met het proefnummer aangegeven in figuur 10.

• Golfhoogte tot schade (proeven 13...41): Nadat in de voorafgaande proeven geen schade was opgetreden, werd voor de verschillende perioden de golf-hoogte opgevoerd totdat schade ontstond. De proefnummers waarbij schade ontstond of waarbij voor een golfperiode de hoogste golfhoogte werd uitge-voerd zijn weergegeven in figuur 10.

2.4 Presentatie proefresultaten

De resultaten kunnen worden onderverdeeld naar de zogenaamde uitwendige en inwendige modelresultaten. Onder uitwendige resultaten worden verstaan de resultaten die zintuigelijk zijn waar te nemen tijdens de proef en die gege-vens van de instrumentatie die direkt na de proef worden uitgewerkt. Hierbij valt te denken aan schade golfhoogte en periode, plaats van schade,

golfoploop, golfterugloop en golfreflectie. Deze uitwendige resultaten worden in hoofdstuk 3 besproken.

De inwendige resultaten worden gevormd door de drukken en bewegingen die worden gemeten op en onder het talud en in de zandlaag. Deze resultaten geven op een meer fundamentele manier inzicht in het waarom van schade en beweging en in het mechanisme van schade. Op deze inwendige resultaten wordt uitvoerig ingegaan in hoofdstuk 4.

3. Uitwendige resultaten van het onderzoek.

3.1 Schade aan het talud

De proeven, uitgevoerd met regelmatige golven, zijn weergegeven in tabel 1 en op grafische wijze in figuur 10. De verklaring van de symbolen die gebruikt zijn in tabel 1, worden nader verklaard in tabel 2. In figuur 10 is op de vertikale as de dimensieloze golfhoogte gegeven als H^/AD, waarin:

H^ = de inkomende golfhoogte volgens tabel 1, kolom 5 A = (PS"PW)/PW

p = soortelijke massa blokken (2410 kg/m3) s

p = soortelijke massa water (1000 kg/m_w 3) D = dikte van de steenzetting (0,105 m)

Op de horizontale as van figuur 10 is de eveneens dimensieloze surf similarity parameter of kortweg de breker parameter £ gegeven, gedefinieerd volgens:

£ = tan a / /H./L (1) o ï o

waarin:

tan <x = taludhelling = 0,33

Lo = golflengte op diep water = g T2/2TT g = gravitatieversnelling = 9,81 m/s2 T = golfperiode volgens tabel 1, kolom 2

Een aantal proeven is met het proefnummer aangegeven in figuur 10. De proeven waarbij schade of beweging van stenen is geconstateerd, zijn met een pijltje eveneens aangegeven in figuur 10. Dit betreft de proeven 17, 20 en 41. Bij de overige proeven is geen schade opgetreden.

De eerste proefserie waarin de golfhoogte in opeenvolgende stappen werd ver-hoogd totdat schade optrad is de serie 13-17. Tot proef 17 is geen enkele zichtbare beweging aan het talud geconstateerd. In proef 17 is 1 blok in rij 9 (figuur 9) ongeveer 2 cm omhoog gekomen. De schadegolfhoogte bij deze periode (4,1 sec) was H.^ = 0,65 m. Na de proef is het blok met de voet teruggeduwd, wat vrij gemakkelijk-ging. Het blok kwam waarschijnlijk losser te liggen dan bij de vorige proeven.

In de proefserie 18-20 werd voor een periode van 5 sec de golfhoogte verhoogd tot schade ontstond. In proef 20 kwam dezelfde steen als in proef 17 weer 2 cm omhoog. De golfhoogte waarbij dit gebeurde was echter aanzienlijk lager

(0,40 m ) . De bovengenoemde constatering, dat het blok na terugduwen losser zou liggen, is waarschijnlijk debet aan het opnieuw omhoog komen bij een lagere golfhoogte. Naast het omhoog komen van deze steen in rij 9 is in proef 20 een steen in rij 12 ongeveer 1,5 cm verzakt. Na proef 20 is aan deze steen geen verdere verandering van positie waargenomen. Na proef 20 is geprobeerd de steen in rij 9 op dezelfde manier terug te duwen als na proef 17. Deze zat echter muurvast in het talud en moest met hamer en koevoet worden terugge-bracht in zijn oorspronkelijke positie. Deze steen zat dus na proef 20 veel vaster in het talud dan daarvoor.

In de proefserie 21-25 is bij een golfperiode van 6 sec de golfhoogte verhoogd tot 0,60 m. Er werd geen enkele beweging aan het talud geconstateerd. Vanaf proef 22 werd echter een klein beetje zand gesignaleerd wat door het talud naar boven kwam. De plaats waar dit gebeurde was dichtbij de kokerbalk met golfdrukmeters.

In de proefserie 26-35 werd teruggegaan naar de golfperiode van 5 s e c De golfhoogte werd opgevoerd tot 0,65 m zonder dat schade ontstond. Dit bewijst dat de schade in proef 20 (zelfde periode, golfhoogte 0,40 m) te wijten is aan de losse ligging van het blok na het terugduwen bij proef 17. Vanaf proef 29 werd weer zand gesignaleerd i 1 m uit de kant van de goot waar de kokerbalk met de golfdrukmeters was geplaatst.

In de laatste proefserie 36-41 werd bij een golfperiode van 6 sec de golf-hoogte opgevoerd totdat schade aan het talud ontstond. In proef 40 werd een golfhoogte bereikt van 0,81 m zonder dat schade optrad. Wel werd vanaf proef 38 weer zand gesignaleerd. In proef 41 met een golfhoogte van 0,84 m is een groot gedeelte van het talud vrij plotseling bezweken. Foto's in figuur 8 geven een overzicht weer van de schade na deze proef. De schade is eveneens weergegeven in figuur 9. Aangezien de schade vrij ver onder het stilwater niveau lag, kon de schadeontwikkeling visueel moeilijk worden gevolgd. Volgens ooggetuigen is een groot gedeelte van een rij stenen (waarschijnlijk rij 13) in zijn totaliteit omhoog gebogen en daarna uit het talud gesprongen. De hierna volgende golven kregen vrij spel op het opengebroken talud en

veroorzaakten een groot gat in het talud. Alhoewel de golfmachine onmiddelijk na het begin van schade werd stopgezet, hebben de nog in de goot aanwezige golven de grote schade veroorzaakt- Het schade proces na begin van schade verloopt dus progressief.

Op de foto's van figuur 8 is een overzicht gegeven van het zand wat door het filterdoek is gegaan en onder de steenzetting is blijven liggen. Vrijwel over het gehele gebied van de golfaanval is zand door het filterdoek gekomen. Over dit gebeuren zullen twee aspecten hier nader worden besproken, namelijk: a) - De eis voor de maaswijdte van het filterdoek.

b) - Profielvorming van het talud door migratie van zand.

ad a) Zoals in paragraaf 2.1 is beschreven is de eis voor filterdoek in oeverconstructies, in hoofdzaak langs scheepvaartkanalen, dat de maaswijdte van het filterdoek voldoet aan de relatie Ogg < 2dgg. In het onderzoek was Ogg = 600 pm en dgo = 700 pm, zodat ruimschoots aan de eis is voldaan. Toch is vrij veel zand door het filterdoek gegaan. Een zeefkromme van dit zand wijst uit (figuur 3) dat inderdaad alleen zand met d < 600 pm door het doek is gekomen. Geconstateerd kan worden dat voor oeverconstructies die zwaar door golven worden aangevallen een andere eis voor de maaswijdte van filterdoek moet worden aangehouden.

ad b) Door migratie van zand onder het talud is het mogelijk dat, onder invloed van de zwaartekracht, zand rondom de waterlijn zich naar beneden verplaatst waardoor het talud min of meer een S-profiel aanneemt. Twee argu-menten wijzen uit dat dit echter niet het geval is geweest. De gekleurde zandbanden (figuur 5) zijn zowel boven als beneden het schadegebied na proef 41 goed zichtbaar, zie figuur 8. De indruk wordt gewekt dat zand met

d < 600 ym, wat zich vlak onder het filterdoek bevond, alleen door dit doek is gegaan zonder zich in de langsrichting van het talud te bewegen. Ten tweede zijn na een aantal proeven (3, 7, 8c, 8f, 12, 17, 20, 25 en 35) met behulp van een peilnaald profielpeilingen uitgevoerd, zowel in langs- als dwarsrichting van het talud. Binnen de nauwkeurigheid van de meting (± 0,5 cm) is geen enkele afwijking geconstateerd ten opzichte van de nulpeiling. De golfaanval heeft dus geen vervormingen van betekenis onder de steenzetting veroorzaakt.

Conclusies

De schadegolfhoogte ligt beduidend hoger dan bij een steenzetting op een

doorlatende filterlaag, zie figuur 10. Er zijn te weinig proeven met schade om een schadelijn te kunnen geven.

Er zijn twee schademechanismen opgetreden, namelijk het omhoogkomen van 1 blok en het uitbuigen van een hele rij. In hoofdstuk 5 zal hier nader op worden ingegaan.

Alhoewel zand door het filterdoek is gekomen, is geen profielverandering aan het talud opgetreden. Dit neemt niet weg dat op de lange duur mogelijk toch profielveranderingen zouden kunnen optreden.

3.2 Golfoploop en neerloop

Door het compenseren van de reflectie bij het golfschot is het mogelijk bij iedere golfhoogte en periode een mooi regelmatig golfbeeld op te wekken-Problemen met korte golfstoten of een meer onregelmatig golfbeeld bij hoge reflectie zijn daarmee achterhaald. Ook een lange slingering die in de goot kan ontstaan, is met dit systeem verdwenen. Aan metingen van golfoploop, neerloop en reflectie mag dan ook een grote waarde worden gehecht. Daarbij is een glad recht talud onderzocht zonder vooroever of bermconstructie.

Zowel de golfoploop als neerloop zijn visueel bepaald door de plaats tot waar de golven opliepen of zich terugtrokken te correleren aan een horizontale meetlat aan de zijkant van de goot. Deze afstand is omgerekend naar een verti-kale waarde ten opzichte van het stilwater niveau. Voor het stilwater niveau is aangehouden de werkelijke waarde, zoals die gevonden kan worden bij de nulreferentie. Deze nulreferentie, die circa 3 minuten duurt, is niets anders dan een "proef" bij stil water. Uit de verschillende nulreferenties is geble-ken dat het waterpeil in de goot (gewenst 5,00 m) in de drie achtereenvolgende dagen dat de proeven hebben geduurd, gezakt is van 5,05 m bij proef 1 tot 4,93 m bij proef 41. Deze afname is meegenomen in de bepaling van de golfoploop en neerloop, zodat de waarden zoals aangegeven in tabel 1, gelden ten opzichte van het werkelijke stilwater niveau.

In figuur 11 zijn de oploop en neerloop grafisch weergegeven. Op de vertikale as is de dimensieloze golfoploop of neerloop Ru/H.p respectievelijk

uitgezet tegen de brekerparameter £ op de horizontale as. De meetpunten geven een duidelijke relatie weer met vrij weinig spreiding. Voor de golfoploop kan worden aangehouden:

Ru/ Hi = 5Q voor 5Q < 2,6 (2)

Ru/H± - - 1,5 ? + 6,5 voor 2,6 < E, < 3,0 (3)

Ru/H± = 2,0 voor ?Q > 3,0 (4)

Relatie (2) komt overeen met de welbekende formule van Hunt, die geldt voor regelmatige golven, gladde taluds en kleinere {[-waarden. Tussen £ = 2,6 - 3,0 treedt een abrupte afname op door de overgang van collapsing naar surging brekers. Voor deze surging brekers (5 > 3) wordt een constante R^H^-waarde gevonden. Doordat overgangen naar de verschillende relaties goed kunnen worden verklaard door de overgangen naar de verschillende brekertypen (hier plunging, collapsing en surging brekers) is de brekerparameter £ bij uitstek geschikt om de golfoploop te beschrijven.

Bij de golfneerloop is deze overgang naar de verschillende brekertypen minder duidelijk terug te vinden. Voor de neerloop wordt gevonden:

Rd/Hi = - 0,1 K2O + KO~ 0,5 (5)

Tussen de verschillende golfperioden wordt geen significant verschil gevonden bij dezelfde g-waarden. Alleen voor de neerloop lijkt de tendens aanwezig dat langere perioden een iets kleinere waarde geven, maar gezien de spreiding blijven de afwijkingen klein.

Aangezien aan de metingen van de op- en neerloop een grote mate van nauwkeu-righeid mag worden gehecht, is het interessant om de gevonden relaties 2...5 te vergelijken met in de literatuur te vinden relaties. In figuur 12 zijn de metingen van Günbak [3] uitgezet. In kleinschalig modelonderzoek werden golf-oploop en neerloop gemeten op gladde taluds (plexiglas), met hellingen 1:1,5; 1:2 en 1:3. In de figuren zijn een gemiddelde aangegeven en een band waartus-sen de meeste meetpunten liggen.

In figuur 13 is deze band en het gemiddelde opnieuw uitgezet. Ook zijn de relaties (2).(5), gevonden voor dit onderzoek, opnieuw uitgezet tesamen met de meetpunten. Als laatste zijn toegevoegd de meetpunten uit het al eerder ge-noemde grootschalig gidsonderzoek [2]. Ook bij dat onderzoek werd een steen-zetting met een taludhelling 1:3 onderzocht, zodat direkte vergelijking met het onderhavige onderzoek mogelijk is. Twee duidelijke verschillen zijn er echter tussen de beide onderzoeken:

- Bij het gidsonderzoek was het golfschot nog niet zodanig aangepast dat de voor reflectie werd gecompenseerd. Hierdoor zijn enkele proeven uitgevoerd met een vrij onregelmatig golfbeeld. Daarnaast zijn sommige proeven met zogenaamde golfstoten uitgevoerd. Bij latere proeven werd een staand golfbeeld opgewekt. Eenduidigheid in golfopwekking is derhalve ver te zoeken en een aantal meetpunten heeft daardoor een beperkte

betrouwbaarheid. Deze punten zijn in figuur .. weggelaten.

- Golfoploop en neerloop werden bepaald met een golfoploopmeter. De

meetprocedure bestond hieruit dat om de 0,25 m met een sensor werd gemeten of het talud droog of nat was. De resultaten van deze oploopmeter waren afhankelijk van en vrij gevoelig voor de instelling van de gevoeligheid van de verschillende sensoren. Met name is dit het geval bij de neerloop, waar een heel klein waterlaagje een grote invloed kan hebben op de bepaling van het punt waar het talud droog valt. Een visueel oordeel over de

golfterugloop leidt dan tot diepere terugloop dan door het instrument wordt gemeten.

Vergelijking van de gegevens van het onderhavige onderzoek met die van Günbak [3] en het gidsonderzoek M 1795 [2] levert de volgende opmerkingen:

- De relaties (2).(4) voor de golfoploop komen goed overeen met de gemiddelde trend van Günbak. De spreiding is minder en de daling van de oploop na g = 2,6 is steiler dan bij Günbak. De resultaten van M 1795 liggen systematisch iets hoger en de spreiding is groter. Beide bovengenoemde verschillen tussen de twee onderzoeken zijn hier waarschijnlijk debet aan. Gesteld kan worden dat relaties (2).(4) algemeen geldig zijn voor gladde taluds.

- De golfteruglooprelatie (5) ligt met name voor de kleinere g-waarden beneden die van Günbak en M 1795. Voor M 1795 kan dit worden veroorzaakt door de twee eerder genoemde verschillen tussen de onderzoeken. De taluds

van Günbak (plexiglas) zijn veel gladder dan die van het talud in de Deltagoot (betonblokken), wat ook dit verschil zou kunnen verklaren.

Voor het kleinschalig onderzoek M 1795 [4] is een enorme hoeveelheid gegevens verzameld m.b.t. golfoploop en terugloop voor doorlatende en ondoorlatende steenzettingen. De gegevens voor een vrijwel ondoorlatende steenzetting onder regelmatige golfaanval zijn tijdens de uitwerkingsfase vergeleken met de gegevens voor dit onderzoek. De gevonden relaties zijn op elkaar afgestemd, zodat voor oploop en terugloop dezelfde (soort) functies zijn ontwikkeld. Verschillen tussen de onderzoeken zijn verklaarbaar en kunnen door een kleine wijziging in de op- en teruglooprelatie worden opgevangen, zonder dat de functie zelf geheel verandert. Bij dit kleinschalig onderzoek werden relaties (2).(4) ook gevonden, als deze werden gereduceerd met een reductiecoëfficiënt van 0,9 (de doorlatendheid is niet helemaal te verwaarlozen). Voor de golf-neerloop werd gevonden:

Rd/ܱ = - 0,1 5O + 5Q " 0,6 (6)

Dit komt vrijwel overeen met (5). De golfterugloop is steeds een constante waarde (0,1) kleiner dan in relatie (5). Ook dit is te verklaren door de

geringe doorlatendheid van het talud in M 1795.

Samenvattend kan worden geconcludeerd dat de relaties (2).(5) voor golfop- en neerloop en regelmatige golfaanval algemeen toepasbaar zijn voor gladde

taluds.

3.3 Reflectie

Zodra golven vanuit diep water de kust bereiken vinden een aantal processen plaats, zoals shoaling, refractie, diffractie, breken, golfoploop en neerloop, waarbij golfenergie wordt gedissipeerd. Een bepaald gedeelte wordt niet gedis-sipeerd, maar wordt gereflecteerd en een golfbeweging, zich bewegend vanaf de kust, wordt geïnitieerd. Het-meten van de reflectie geeft dus een indruk van de gedissipeerde golfenergie op de kust of constructie. Daarnaast moet in modelonderzoek de reflectie worden bepaald om de inkomende golfhoogte te kunnen berekenen.

De normale methode voor het meten van de reflectiecoëfficiënt bij proeven met regelmatige golven is gebaseerd op de eerste orde lineaire golftheorie. De superpositie van een inkomende en een gereflecteerde golf geeft een

gedeeltelijk staand golfbeeld waarin knopen en buiken zijn te onderkennen. Uit de metingen van de amplituden bij de buiken en knopen kan de

reflectiecoëfficiënt worden bepaald. In het modelonderzoek zijn op de plaats van een buik en een knoop een golfhoogtemeter neergezet die respectievelijk

Hmax e n Hmin m e t e n* D e inkomende en gereflecteerde golfhoogte volgen dan uit:

Hi = («max

De reflectiecoëfficiënt volgt uit:

r = % / H J : (9)

In figuur 14 is de reflectie voor de proeven uitgezet tegen de brekerpara-meter K • De relatie die is gevonden door Battjes [5], namelijk % / H ^ = 0,1 52 , is ook in de figuur uitgezet. De meetpunten liggen lager dan deze

o

relatie en komen beter overeen met:

HR/ H± = 0,06 Co (10)

met een maximum van % / H ^ = 0,70. Deze relatie (10) komt overeen met het al eerder genoemde kleinschalig onderzoek M 1795 [4].

4. Inwendige resultaten van het onderzoek

4.1 Opzet uitwerking

De inwendige resultaten worden gevormd door de drukken en bewegingen die worden gemeten op en onder het talud en in de zandlaag. De analyse van deze resultaten geeft op een meer fundamentele manier inzicht in het waarom van schade en beweging en in het mechanisme van schade. Gezien de grote hoeveel-heid uitgevoerde proeven is het praktisch onmogelijk om alle proeven te

analy-seren. Dat is ook niet noodzakelijk omdat onderlinge verschillen tussen de proeven vaak gering zijn en de resultaten daardoor betrekkelijk oninteressant worden. Er is daarom een selectie gemaakt van die proeven die interessant zijn doordat er schade aan de zetting is opgetreden of doordat er juist, soms tegen de verwachting in, geen schade is opgetreden. Daarnaast is een aantal proeven geselecteerd waarbij steeds één randvoorwaarde gelijk is, bijvoorbeeld een-zelfde golfhoogte of eeneen-zelfde golfsteilheid (g) terwijl een andere parameter systematisch wordt gevarieerd.

De geselecteerde proeven zijn weergegeven in tabel 3. Bij iedere golfperiode zijn tenminste twee proeven gekozen om de verandering bij verschillende golf-hoogten te analyseren. Naast de vergelijking van proeven met dezelfde golfpe-riode kunnen de volgende proeven worden vergeleken op basis van:

- dezelfde golfhoogte H: proeven 4, 17, 34 en 37

- dezelfde golfsteilheid H ^ L ^ of £ : proeven 7, 31 en 40 - proeven 27 en 37 - het optreden van schade: proeven 17, 20 en 41.

Voor de geselecteerde proeven zijn een aantal computertekeningen (plots) gemaakt van de databestanden. Per proef zijn de volgend plots gemaakt, zie de figuren 15 t/m 103.

• Voorbeeld figuur 15. Het drukverloop in de tijd ter hoogte van de steen-rijen 8, 14 en 15 (zie figuur 4 ) . Zowel de druk op als onder het talud en de verschildruk zijn per rij getekend. Hierbij zijn de werkelijke

optredende waterdrukken weergegeven door van het gemeten signaal een nulreferentie af te trekken en de plaatshoogte op te tellen. Het

droogvallen van een drukopnemer tijdens golfterugloop manifesteert zich dus als een druk van 0 kN/m2. Tevens leidt deze wijze van presentatie ertoe dat

dieper gelegen drukopnemers op papier ook werkelijk een grotere gemiddelde druk aangeven (bijvoorbeeld: rij 15 t.o.v. rij 8 ) . Een negatieve

verschildruk betekent een resulterende druk omhoog. Een blok wordt

potentieel instabiel wanneer de druk aan de onderzijde van een blok min de druk aan de bovenzijde (= verschildruk) groter is dan de oplegdruk van het blok ten gevolge van zijn eigen gewicht boven water volgens:

p = D.p .g.cosa = 2,35 kN/m2 (11)

s

waarin:

p = oplegdruk (kN/m2)

D = dikte van de steen, D = 0,105 m

p = soortelijke massa steen, p = 2410 kg/m3

s s

g = gravitatieversnelling, g = 9,81 m/s2

a = taludhelling, a = 18,4°

Alleen wrijvings- of klemkrachten tussen de blokken zorgen er dan voor dat een blok niet wordt opgelicht. Bijvoorbeeld in figuur 15 is rij 8

potentieel instabiel van t = 101,8 s tot t = 102,7 s. In deze plots zijn drie golfperioden getekend, beginnende bij t = 100 s na aanvang

bemonstering.

• Voorbeeld figuur 16. Het drukverloop boven op het talud voor 10 tijdstip-pen. De plotjes zijn zodanig gemaakt dat de golfvorm zichtbaar wordt. In eerste instantie zijn plots gemaakt met een tijdstap van 0,1 T, zodat een volledige golfbeweging is weergegeven. In tweede instantie zijn voor een beperkt aantal proeven rondom het tijdstip met de grootste verschildrukken dezelfde soort plots gemaakt, maar nu met een tijdstap van 0,08 of 0,12 s. Zie als voorbeeld figuur 80.

• Voorbeeld figuur 17. Het drukverloop onder het talud voor dezelfde 10 tijdstippen als bij de drukken op het talud. De druk is vertikaal naar beneden ten opzichte van de taludhelling uitgezet.

• Voorbeeld figuur 18. De verschildrukken van de drukken op en onder het talud in relatie tot de oplegdruk van de steen (steengewicht)• Uit deze figuren volgt de plaats van de maximale overdruk en de waarde van het

maximura. Met name rondom het maximum was een kleinere tijdstap nodig om dit maximum te kunnen bepalen, zie bijvoorbeeld figuur 82.

Bij bovenstaande beschrijvingen moeten nog twee punten worden genoemd. Ten eerste waren de drukopnemers op rij 8 en 11 voor aanvang van de proeven al kapot. Daar de geïnstrumenteerde steen (zie figuur 4 ) , ook op rij 8 zat, kon het signaal van deze drukopnemer worden gebruikt. Voor rij 11 was echter geen vervanging beschikbaar zodat tussen rij 8 en 14, een afstand van 1,5 m langs het talud gemeten, geen golfdrukmetingen beschikbaar waren. In de plotjes zoals op figuur 16 is aangegeven, wordt de golfvorm van 1,74 m tot 3,17 m door een rechte lijn aangegeven, terwijl in werkelijkheid de golf daar sterk ge-kromd kan zijn met name bij het rundown-punt• Bij sommige proeven leidt dit tot een moeilijkheid bij het bepalen van de maximum verschildrukken.

Om in deze lacune te voorzien is voor die proeven waarbij nabij het rundown-punt de golfvorm niet goed door een rechte lijn wordt beschreven, getracht de werkelijke golfvorm te schetsen. Zie als voorbeeld figuur 73. Daarna is op het

laagste punt (ten opzichte van de stilwaterlijn) de druk op het talud opge-meten. Ook voor hetzelfde punt in de volgende figuur 74 is de druk onder het talud opgemeten en de verschildruk berekend. Deze is als extra punt uitgezet in de figuur voor de verschildrukken, zie figuur 75. Alhoewel in het opmeten van figuren een vrij grote onnauwkeurigheid kan optreden, is deze onnauw-keurigheid kleiner dan de fout die wordt gemaakt als geen korrektie voor de golfvorm wordt toegepast. Naast de gemeten maxima voor de verschildrukken zijn in tabel 3 ook de geschatte werkelijke maxima aangegeven.

Ten tweede is nadat de figuren 15...103 klaar waren, bemerkt dat in een aantal een systematische fout was geslopen. De waterstand in de Deltagoot varieerde

tussen +5,05 m en +4,93 m en deze variatie is niet in de uitwerking opgenomen. Aangezien de korrektie voor een proef altijd een vaste waarde is, is deze korrektie onderaan in de figuur vermeld zodat niet alle figuren opnieuw

moes-ten worden gemaakt. De korrektie moet worden uitgevoerd voor de figuren waarin drukken op en onder het talud in 10 tijdstippen zijn weergegeven, zie bijvoor-beeld figuren 16 en 17. De waarden voor de drukken moeten steeds worden ver-meerderd met de korrektie, dat wil zeggen dat zowel de drukken op als onder het talud groter zijn dan in de figuren is aangegeven. De figuren voor het tijdsverloop (figuur 15) en voor de verschildrukken (figuur 18) bevatten deze systematische fout niet.

Voor de drie schadeproeven 17, 20 en 41 zijn de signalen van de geïnstrumen-teerde steen op rij 8 voor de laatste 30 seconden uitgeschreven in de figuren 104...106. In het bovenste gedeelte zijn de drukken op en onder het talud en de verschildrukken weergegeven. De twee signalen daaronder geven de

versnellingsopnemer (V.S.O.) en de gronddrukmeter (G.D.M.). Alhoewel geen grote betekenis aan de waarden van de V.S.O. en G.D.M, mag worden gehecht, is het wel mogelijk uit dit signaal te halen of de steen heeft bewogen.

Door Grondmechanica Delft .zijn een viertal proeven nagerekend met behulp van een grondwaterstromingsprogramma. Om de resultaten van deze berekeningen te toetsen aan gemeten waarden zijn voor deze proeven de signalen van alle

golfdrukmeters en waterspanningsmeters uitgeschreven. In de figuren 107...122 is dit gedaan voor de proeven 4, 17, 20 en 37.

Uit deze figuren bleek dat de waterspanningsmeter op een diepte van 0,1 m onder de zetting het golfdruksignaal sneller volgde dan de waterspanningsmeter onder de steen. Hierdoor komen aanzienlijk kleinere verschildrukken voor. Om dit aspect te kunnen onderzoeken zijn in de figuren 123 en 124 voor rij 14, waar het maximum optreedt, de drukken op en 0,1 m onder het talud en de ver-schildrukken uitgeschreven. Dit is gedaan voor de proeven 4, 17 en 37 (t.b.v. G.D.) en 31, 34 en 41 (hoge maxima).

4.2 Totaalbeeld drukken

Voordat met de uitwerking per proef of proevenserie wordt begonnen, is het zinvol een overzicht te geven van de aspecten die voor iedere proef van belang zijn. In tabel 3 zijn voor iedere proef een aantal gegevens gebundeld. De plaats en de grootte van de gemeten maximum verschildruk zijn in de 5e en 6e

kolom weergegeven. Behalve bij proef 16 zijn alle maxima te vinden op rij 8 of rij 14. Dit betekent dat het werkelijke maximum meestal tussen deze twee

plaatsen zal liggen en het gemis van het signaal van de drukopnemer op rij 11 is duidelijk. Om een idee te krijgen van de duur van een hoge verschildruk is in tabel 3 weergegeven de duur dat de verschildruk groter is dan 75% van het gemeten maximum. Zoals in paragraaf 4.1 is beschreven, is getracht het werke-lijke golfprofiel te schetsen en een extra punt te vinden in de plotjes voor de verschildrukken. De plaats en de geschatte waarde van het maximum zijn in tabel 3 weergegeven.